Тема №1 «Основы почвоведения»
Почвы очень важный природный ресурс.Современное почвоведение, основы которого были заложены В. В. Докучаевым, рассматривает почву как самостоятельное естественноисторическое биокосное природное тело, возникшее и развивающееся на поверхности Земли под действием биотических, абиотических и антропогенных факторов. Нижняя граница этого природного тела определяется глубиной, на которую произошло существенное изменение горной породы процессами почвообразования, что составляет до 1—3 метров, однако в экстремальных условиях тундры, пустыни или в горах мощность почвенной толщи может измеряться несколькими сантиметрами. Боковые границы почвенных образований определяются как границы раздела между элементарными почвенными ареалами.
Функции почвы.
- Без почв невозможна жизнь на земле (продуцентам негде расти);
- Почва — центр образования биомассы и видообразования живых организмов;
- С появлением почвы и на ней живых организмов возникает жизнь в атмосфере;
- Осуществляется связь между биогенными и абиогенными компонентами живой и неживой природы, чем достигается целостность биосферы;
- Почва — регулятор окислительно-восстановительного потенциала;
- Без почвы невозможна минерализация органического мёртвого вещества, образующегося в результате отмирания растений и животных;
- Почва – жилищное пространство для расселения человека и животных;
- Опорная функция (растения и животные сохраняют вертикальное положение);
- Почва – источник пищи для растений и человека через них;
- Почва обладает поглощающей способностью. Благодаря этому в ней удерживаются элементы пищи растений;
- Информационная функция (сама почва информирует человека о своём происхождении);
- Почва обладает буферностью и защитным экраном. Она регулирует силу ветра, температуру, водный режим и другие климатические показатели. Регулирует потоки химических элементов в различных условиях;
- Регулятор стока воды. Выпадающие осадки не полностью стекают в связи с особенностями рельефа, а частично впитываются почвой;
- Почва — источник вещества для образования минералов (первичных, вторичных, осадочных);
- Почва способна накапливать различные полезные ископаемые (руду, торф, уголь);
- Почва — регулятор газового состояния атмосферы (приземный слой почвы). Дыхание почвы;
- В почву возвращается часть азота и углекислого газа путём усвоения этих веществ почвенными микроорганизмами;
- Почва поглощает и отражает солнечную радиацию. Благодаря этому формируется энергетика нижних слоёв атмосферы, что способствует возникновению природных зон;
- Почва — источник твёрдого вещества;
- Влияет на круговорот воды на земном шаре:
А)Трансформирует атмосферные осадки в почвенные грунтовые воды;
Б) Воды имеют определённый химизм (от различного содержания химических веществ
В) Влияет на формирование речного стока;
Г) Почва — фактор биопродуктивности водоёмов и водотоков;
- Средство сельскохозяйственного производства, объект труда и условие существования человека.
Почвоведение как отрасль естествознания. Развитие науки.
Почвоведение — наука о свойствах, динамике, происхождении почв, как естественноисторических образований, как объекта труда и средства сельскохозяйственного производства. Почвоведение в качестве самостоятельной области естествознания оформилось 100 лет назад (основоположник Докучаев). До этого почвоведение рассматривалось как часть агрономии или геологии. Толчком к развитию П. послужила практическая деятельность людей. Самый верхний слой земли, на котором человек жил, получал урожай, стал объектом труда и средством производства. Это произошло много тысяч лет назад. Накопление знаний началось в III веке до н.э. в древнем Китае и Египте. В древней Греции имели детальную классификацию земли. Юлий Цезарь ввёл обязательное известкование немецких земель для повышения плодородия. Позже церковь запретила изучать почву, но в 16-19 веке возникла агрономия — наука о приёмах обработки почв и выращивании культурных растений (начала развиваться в Германии как наука). Возглавил это в 19 веке Теер. Он выдвинул теорию органического питания растений, к нему присоединилось много крупных немецких химиков. Все они изучали органическое вещество гумуса (16-18% гумуса — почва хорошая). Почвенный гумус очень сложное по структуре органическое вещество, включает в себя несколько групп органических веществ. Но не только от гумуса зависит плодородие почв. N, P, K также очень важное звено. После выяснения этого начала развиваться минеральная теория. В этот период расширяются экспериментальные работы. Вся морфология почв является информационной. Это одна из функций почвы. Она показывает генезис почвы. Каждая почва прошла через этап развития в определённых условиях. Развитие почвоведения делится на додокучаевский и докучаевский периоды. Докучаев сумел объединить две теории в одну (гумусовую и минеральную). Также он установил 5 факторов почвообразования: рельеф, климат, растительность, геология, деятельность человека (он рассматривал почву как часть географической среды). Почвоведение — зеркало физической географии. Все факторы действуют взаимно. На основании этих факторов были предложены зоны земного шара: северная зона, тундра, лесотундра, тайга, лесостепь, степь, лапиритная зона (тропики, субтропики). Докучаевым было предложено изучение почв по их генезису. Основным показателем являлась морфология почв. Методы Докучаева сейчас повсеместны. С ним работали Северцев (картографирование и классификация почв), Костычёв (органомическое почвоведение), Кассович (физика и химия почв), Глинка (география и классификация почв), Гедройц (поглотительная способность почв), Высоцкий (гидрологический режим почв), Вильямс (развитие почвенного процесса (Полынов, Ковда, Тюрин, Глазовская)). Все они принимали участие в составлении мировой карты почв.
Все методические вопросы решаются с учётом учения Докучаева. В 1922 году в Беларуси был открыт институт с\х. Кафедру почвоведения возглавил профессор Касаткин (кафедра представила схематическую карту почв Беларуси). В 1923 году был открыт (в Горках) с\х инст. (Медведев, Пашин, Булгаков, Моисеев). Кафедра провела детальное исследование почв всех областей Беларуси. В 1925 году Минский и Горецкий инст. были объединены в Горецкую с\х академию. В 1930 году появилась вторая сводная карта почв Беларуси. После войны материал был обобщён в монографию почвы БССР. К этой книге была приложена карта №3 (Медведев, Булгаков, Роговой). В 1957 году было принято решение о проведении крупномасштабного картографирование почв Беларуси и создание агрохимической службы Беларуси. Для этого был создан беларуский НИИ почвоведения и агрохимии, который и сейчас проводит огромную работу по изучению почв.
Связь почвоведения с другими науками.
П. связано с физикой, химией, географией, биологией, математикой, геологией и др. П. опирается на разработанные ими фундаментальные законы и методы исследования. Сейчас выделяют: физику, химию, биологию почв, микробиологию, минералогию, микроморфологию, географию, картографию почв. От этого отталкиваются: мелиоративное П., лесное, санитарное, военное П.; грунтоведение (очень важный параметр при строительстве). Почва — верхний слой суши земного шара, видоизменённый и продолжающий изменятся под действием биологических и географических факторов.
Особенности почвы
Почва — живое тело, напоминающее по своему сложению губку.
Почва населена живыми организмами, чего нет в геологической породе.
Почва очень неоднородна по составу.
Почва однотипна в пределах одинаковых форм рельефа.
Почва всегда связана с факторами почвообразования и с географической средой.
Почва характеризуется специфическими свойствами (физ/хим).
Почва изменяется во времени.
Почва обладает плодородием.
Происхождение почвы
Почва образуется из горной породы в результате выветривания и почвообразования. Все горные породы, прежде чем стать почвой, подвергаются выветриванию, при этом горная порода превращается в мелко раздробленную массу, обладающую способностью впитывать и удерживать питательные вещества, воду, воздух. Таким образом, горная порода становилась благоприятной средой для поселения микроорганизмов, низших растений. Простые разрушительные процессы+выветривание+биохимическое разрушение=почвообразование. Появление растений резко меняет направление процесса миграции различных продуктов. Микроорганизмы захватывали нужные им соли, тем самым фиксируя их и не давая вымыться им из «почвы». В конце жизненного цикла растения отмирают и минерализуются, служа пищей микроорганизмам (малый круговорот), а те переводят его органику в минералы, которыми могут питаться следующие поколения растений. Каждое новое поколение какой-либо формы жизни приводит к накоплению элементов почвенного плодородия
Почвообразовательный процесс
— Совокупность явлений превращения и передвижения вещества и энергии, протекающих в почвенной толще под воздействием живых организмов. Наиболее важные слагаемые:
- Создание органического вещества и его разрушение;
- Аккумуляция органического и неорганического вещества в верхних горизонтах почвы и их вынос;
- Синтез и распад минералов;
- Поступление воды в почву и возврат её в атмосферу;
- Поглощение почвой лучистой энергии солнца и её излучение.
Три стадии почвообразования: Первичный процесс почвообразования совпадает с началом функционирования первых биогеоценозов на различных породах. На этой стадии круговорот характеризуется небольшим объёмом, вызванным низкой продуктивностью биогеоценозов. Помимо синтеза органики на начальных стадиях почвообразовательного процесса протекают процессы и небиологической природы (растворение, испарение) в результате осуществляется перенос различных веществ. Такие процессы называют микропроцессами. Постепенно они начинают преобразовываться и согласовываться во времени и пространстве. В результате начинают формироваться верхние горизонты почв, что является началом второй стадии (мезопроцесс). К ним относят оподзаливание, торфообразование, аструктурирование. В результате этих процессов в почве появляются новые соединения, которых не было в материнской породе (горной). Далее идёт макропроцесс. Он ведёт к формированию почвенных типов, а не отдельных горизонтов. Типы почв: краснозём, чернозём, подзолистая, солончак, дёрн, болото. Макропроцесс протекает при непременном участии зелени. На основе этих процессов происходит эволюция почв. Эволюция почв — изменения почвы от начала до наших дней. В естественных условиях идёт очень медленно, но под воздействием антропогенного фактора быстрее.