Исследование и описание почвенного разреза на полигоне "Медведевский"

Содержание:

Введение                                                                                                                       5

Исследование:

1. Подготовка почвенного разреза                                                                     5
2. Описание почвенного разреза                                                                        7
3. Определение почвенных горизонтов                                                            8
4. Определение механического состава почвы                                                9
5. Определение влажности почвы                                                                     9
6. Определение окраски почвы                                                                          9
7. Определение структуры почвы                                                                     10
8. Определение плотности и сложения почвы                                                12
9. Определение кислотности почвы                                                                 12
10. Определение засоленности почвы                                                                13

1. Обнаружение карбонатов                                                                           13
2. Определение хлорид – ионов                                                                     13
3. Обнаружение сульфат – ионов                                                                   13

11. Биологическая индикация почвы                                                                  14

Заключение                                                                                                                 14

Список литературы                                                                                                  16

Приложение                                                                                                                17

Почва — очень тонкий поверхностный слой земной суши — является главным источником и основой производства почти всех продуктов питания и сырья для многих отраслей промышленности.

              Почва представляет собой самостоятельное природное тело и в тоже время средство производства в сельском и лесном хозяйстве. Существенным и неотъемлемым качеством почвы является её плодородие. Плодородие почвы называют её способность обеспечивать растения необходимым количеством питательных элементов воды и воздуха. Оно складывается в ходе почвообразовательного процесса и воздействия человека на почву. Почти всё, что мы едим, дает почва. Она же накапливает и очищает пресную воду, обеспечивая питания растений. Почвенно-растительный служит регулятором водного баланса суши , поглощая и удерживая огромное количество атмосферной влаги, универсальным биологическим поглотителем и нейтрализатором    загрязнений. Природные и сточные воды, фильтруясь, через почвы, очищаются от мути песка и некоторых растворенных веществ. Органические вещества вод разлагаются микробами почв.

Земля – дар природы и не является продуктом труда человека. Она превращается в продукт труда только тогда, когда человеком обрабатывает её, орошает, осушает, и вносит удобрения. Земля - незаменимое средство производства пространственно ограниченное, при правильном использование не устаревает морально и физически.

Исследование проводилось с 19- 23июля 2014 года на полигоне «Медведевское поселение».

Цель: исследовать и описать почвенный разрез

Задачи:

1. подготовить и отобрать пробы почвы
2. определить почвенные горизонты
3. определить механический состав почвы
4. исследовать морфологические особенности почвы
5. определить кислотность почвы с помощью биологической индикации.
6. определить засоленность почвы  химическими методами

Объект исследования: почва с полигона «Медведево»

Предмет исследования: свойства почвы

Исследование:

1. Подготовка почвенного разреза (приложение 1, стр.13)

Для описания почв, изучения их морфологических признаков, установления границ между различными почвами, отбора образцов для анализов закладывают специальные ямы, которые называются почвенными разрезами. Они бывают трех типов; полные (основные) разрезы, полуямы и прикопки.

Прежде всего необходимо самым тщательным образом осмотреть местность, определить характер рельефа и растительности для правильного выбора места заложения почвенного разреза.

Разрез необходимо закладывать в наиболее характерном месте обследуемой территории. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, на нетипичных для данной территории элементах микрорельефа (понижения, кочки).

На выбранном участке местности копают почвенный разрез так, чтобы три стенки его были отвесными, а четвертая спускалась ступеньками 

Передняя, лицевая, стенка разреза, предназначенная для описания, должна быть обращена к солнцу.

При рытье разреза почву необходимо выбрасывать только на боковые стороны и ни в коем случае не на лицевую стенку, что может привести к ее загрязнению, разрушению верхних горизонтов, изменению их мощности и т. д.

Полные, или основные, разрезы закладывают до такой глубины, чтобы вскрыть верхние горизонты неизменной материнской породы. Обычно эта глубина колеблется от 1,5 до 5 м в зависимости от мощности почв и целей исследования. Такие разрезы служат для специального детального изучения морфологических свойств почв и взятия образцов для физических и химических анализов.

Полуямы, или контрольные разрезы, закладываются на меньшую глубину — от 75 до 125 см (до начала материнской породы). Они служат для изучения мощности гумусовых горизонтов, глубины вскипания от соляной кислоты и залегания солей, степени выщелоченности, оподзоленности, солонцеватости и других признаков, а также для определения площади распространения почв, охарактеризованных полными разрезами. Если при описании полуямы обнаружились новые признаки, не отмеченные ранее, то на этом месте необходимо закладывать полный разрез.

Прикопки, или мелкие поверхностные разрезы, глубиной менее 75 см, служат прежде всего для определения границ почвенных группировок, выявленных основными разрезами и полуямами. Обычно они закладываются в местах предположительной смены одной почвы другой.

Описания почвенных разрезов, полуям и прикопок заносятся в дневник, в котором кроме этого должны быть записаны сведения о рельефе, растительности, грунтовых водах, результатах полевых исследований физических, химических и других свойств почвы. Примерная форма полевого почвенного дневника приводится ниже. На эти признаки надо обращать особое внимание и изучать их наиболее тщательно.

2. Описание почвенного разреза

__июль_ месяц 2014 г

1. Разрез № 1

2. Область :Тюменская область Район _Голышмановский

3. Сельсовет, колхоз, совхоз __Медведево

4. Пункт полигон «Медведево»

5. Общий рельеф  холмистый

6. Микрорельеф _пойма реки

7. Положение разреза относительно рельефа и экспозиция _______________________________________

8. Растительный покров: травяной

9. Угодье и его культурное состояние: Медведевский полигон, лесной массив

10. Признаки заболоченности, засоленности и другие характерные особенности _____________________

11. Глубина и характер вскипания от HCl: вскипание отсутствует

12. Уровень почвенно-грунтовых вод: 2 – 2.5 м

13. Материнская и подстилающая порода: типы почв связаны с работой реки

14. Название почвы: серая лесная

Основные морфологические признаки, по которым определяется почва в поле:

1) строение почвенного профиля: 4 слоя (чернозем, зона вымывания, зона вмывания, материнская порода)

2) окраска (цвет) почвы: темно - серый

 3) степень увлажнения (а также уровень грунтовых вод или верховодки): влажная

 4) механический состав: средний суглинок

 5) структура: структурная, мелкоореховатая

 6) сложение: рыхлая, рыхлая, плотная

 7) новообразования: крапинки и жилки, заполненные кристаллическим веществом, что говорит о присутствии в почве легкорастворимых солей (хлориды).

Нами было взято 3 образца почвы.

3. Определение почвенных горизонтов

На освещенной солнцем лицевой стенке почвенного разреза мы выделили почвенные горизонты, сменяющие друг друга в вертикальном направлении и отличающиеся по цвету, структуре, механическому составу, влажности и другим признакам.

Горизонт А: гумусовый, наиболее темноокрашенный в почвенном профиле, в котором происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы. Цвет этого горизонта варьируется от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что обусловлено составом и количеством гумуса. Мощность гумусового горизонта колеблется от нескольких сантиметров до 1,5 м и более.

Горизонт В — располагающийся под элювиальным горизонтом, имеет иллювиальный характер. Это бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов. В почвуплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, ах, где не наблюдается существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт В является переходным слоем к почвообразующей породе, характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, разложения первичных минералов и может подразделяться на В1 — горизонт с преобладанием гумусовой окраски, В2 — подгоризонт более слабой и неравномерной гумусовой окраски и В3 — подгоризонт окончания гумусовых затеков.

Горизонт Вк — горизонт максимальной аккумуляции карбонатов, обычно располагается в средней или нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций.

Горизонт В — располагающийся под элювиальным горизонтом, имеет иллювиальный характер. Это бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов.

Горизонт Вк — горизонт максимальной аккумуляции карбонатов, обычно располагается в средней или нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций.

Горизонт С — материнская (почвообразующая) горная порода, из которой сформировалась данная почва, не затронутая специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т. д.).

4. Определение механического состава почвы

Механический состав почвы мы определяли методом раскатывания увлажненной почвы.

Небольшое количество почвы смешали с  водой до консистенции густой вязкой массы. Эту массу скатали в шарик диаметром 1 – 2 см. Шарик раскатали в шнур длиной 3 мм, который согнули в кольцо с диаметром 3 см. (приложение 2, стр14)

1 слой – средний суглинок

2 слой – средний суглинок

3 слой – тяжелый суглинок

5. Определение влажности почвы

Влажность не является устойчивым признаком какой-либо почвы или почвенного горизонта. Она зависит от многих факторов: метеорологических условий, уровня грунтовых вод, механического состава почвы, характера растительности и т. д. Например, при одинаковом содержании влаги в почве песчаные (легкие) горизонты будут казаться влажнее глинистых (тяжелых).

Степень влажности влияет на выраженность других морфологических признаков почвы, что необходимо учитывать при описании почвенного разреза. Например, влажная почва имеет более темный цвет, чем сухая. Кроме того, степень влажности оказывает влияние на сложение, структуру почвы и т. д.

При полевых исследованиях следует различать пять степеней влажности почв: 1) сухая почва пылит, присутствие влаги в ней на ощупь не ощущается, не холодит руку; влажность почвы близка к гигроскопической (влажность в воздушно-сухом состоянии); 2) влажноватая почва холодит руку, не пылит, при подсыхании немного светлеет; 3) влажная почва — на ощупь явно ощущается влага; почва увлажняет фильтровальную бумагу, при подсыхании значительно светлеет и сохраняет форму, приданную почве при сжатии рукой; 4) сырая почва при сжимании в руке превращается в тестообразную массу, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцами; 5) мокрая почва — при сжимании в руке из почвы выделяется вода, которая сочится между пальцами; почвенная масса обнаруживает текучесть.

Взятые нами образцы представляют собой влажную почву.

6.Определение окраски почвы

Цвет почвы — одно из важных внешних свойств ее, наиболее доступных для наблюдения и широко используемых в почвоведении для присвоения названий почвам (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и др.).

Окраска почв находится в прямой зависимости от ее химического состава, условий почвообразования, влажности.

Окраска горизонта зависит от наличия в почве того или иного количества красящих веществ. Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета (серые и коричневые). Чем большее количество гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания(вымывания продуктов разложения минеральной части почв), осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в почве кремнезема, каолина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей.

Почвы редко бывают окрашены в какой-либо один чистый цвет. Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (например, серо-бурая, белесовато-сизая, красновато-коричневая и т. д.), причем название преобладающего цвета ставится на последнем месте.

Таким образом, для определения окраски почвенного горизонта необходимо: а) установить преобладающий цвет; б) определить насыщенность этого цвета (темно-, светлоокрашенная); в) отметить оттенки основного цвета. Например, буровато-светло-серый, коричневато-бурый, светлый, серовато-палевый и т. д.).

Исследуемая нами почва темно серого цвета, во втором слое наблюдается примесь бурого цвета, что связано с присутствием окиси железа.

7.Определение структуры почвы

Структура почвы является важным и характерным признаком, имеющим большое значение при определении генетической и агропроизводственной характеристики почв. Под структурностью почвы подразумевают ее способность естественно распадаться на структурные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Форма структурных отдельностей зависит от свойств самой почвы.

Морфологические типы структур почвенной массы хорошо разработаны С. А. Захаровым, чью классификацию структурных отдельностей мы приводим (рис. 4, табл. 4).

Рис. 4. Типичные структурные элементы почв (по С. А. Захарову)

I тип: 1) крупнокомковатая, 2) среднекомковатая, 3) мелкокомковатая, 4) пылеватая, 5) крупноореховатая, 6) ореховатая, 7) мелкоореховатая, 8) крупнозернистая, 9) зернистая, 10) порошистая.
II тип: 11) столбчатая, 12) столбовидная, 13) крупнопризматическая, 14) призматическая, 15) мелкопризматическая, 16) тонкопризматическая.
III тип: 17) сланцевая, 18) пластинчатая, 19) листоватая, 20) грубочешуйчатая, 21) мелкочешуйчатая

Таблица 4. Классификация структурных отдельностей почв (С. А. Захаров, 1929)

Каждому типу почв и каждому генетическому горизонту свойственны определенные типы почвенных структур. Для гумусовых горизонтов, например, характерна зернистая, комковато-зернистая, порошисто-комковатая структура; для элювиальных горизонтов — плитчатая, листоватая, чешуйчатая, пластинчатая; для иллювиальных — столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая и т. д.

Исследуемый образец почвы имеет следующую структуру:

1. мелкоореховатый
2. мелкоореховатый
3. ореховатый

8. Определение плотности и сложения почвы

Сложение почвы – внешнее выражение степени и характера ее плотности и порозности (величина и форма воздушных пор и полостей)

Выделяют4 степени плотности почв в сухом состоянии:

1. очень плотное  - почва не поддается действию лопаты
2. плотное сложение – лопата или нож с трудом входят в почву на глубину 4 – 5 см, и почва с трудом разламывается руками(солонцеватые почвы)
3. рыхлое сложение  - лопата или нож легко входят в почву, почва хорошо оструктурена, но структурные агрегаты сравнительно мало сцементированы между собой(суглинистые почвы)
4. рассыпчатое сложение – почва обладает сыпучестью, отдельные частицы не сцементированы между собой, свойственно супесчаным и бесструктурным, распыленным пахотным горизонтам почв.

Для данного образца почвы характерно рыхлое сложение.

9. Определение кислотности почвы

Мы определяли кислотность почвы с помощью универсальной лакмусовой бумаги.

Взяли 30 г почвы, 150 г воды( дистиллированной), дали отстояться 20 минут, внесли индикаторную бумажку, цвет лакмусовой бумажки стал желто – коричневый, почва слабо – кислая. (приложение 3,стр15)

10. Определение засоленности почвы (приложение 4, стр.16 - 17)

Избыток растворенных в почве солей (засоленность) снижает ее плодородие. Такими солями являются: хлориды натрия, магния, кальция, карбонат и сульфат натрия.

Для опыта приготовили почвенную вытяжку. Для этого взяли 100 г почвы и 250 г воды, выдержали 2 часа, периодически взбалтывая. Полученную суспензию отстаиваем и фильтруем.

10.1.Обнаружение карбонатов

К почвенному раствору добавили 10% раствор соляной кислоты, соблюдая правила техники безопасности при работе с кислотами.

 Первая помощь. Пораженный участок кожи промывают сильно скользящей струей холодной воды в течение 10 – 15 мин. после промывки на обожженное место накладывают пропитанную водным 2%-м раствором питьевой соды марлевую повязку или ватный тампон. Через 10 мин. повязку снимают, кожу обмывают, осторожно удаляют влагу фильтровальной бумагой или мягкой

тканью и смазывают глицерином для уменьшения болевых ощущений.   При попадании капель кислоты в глаза их промывают проточной водой в течение 15 мин. и после этого – 2%-м водным раствором питьевой соды. После этого пострадавшего отправляют в лечебное учреждение.

 Видимых признаков реакции не наблюдали, значит почва не содержит карбонат – ион.

10.2. Определение наличия хлоридов в почве

Взяли 5 мл почвенной вытяжки, добавили несколько капель 10 % раствора азотной кислоты и по каплям нитрата серебра, наблюдали помутнение раствора, значит в почве содержатся тысячные доли процента хлорид – ионов.

NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3

10.3 Обнаружение сульфат – ионов в почве

К 5 мл почвенной вытяжки добавили несколько капель концентрированной соляной кислоты и 3мл 20% хлорида бария, видимых признаков химической реакции не наблюдали, сульфат – ионы в почве отсутствуют.

Правила техники безопасности при работе с солями бария

Хлорид бария BaCl2 токсичен, при вдыхании его пыли может развиться острое воспаление легких и бронхов, при попадании препарата внутрь через пищеварительный тракт могут возникнуть острые и хронические отравления. Токсические дозы малы: 0,2— 0,5 г BaCl2 вызывают сильное отравление, 0,8—0,9 г — смерть.

Работать с соединениями бария нужно так, чтобы не допускать появления от них пыли и попадания ее в рот. После завершения работы тщательно помыть руки с мылом под проточной водой.

Первая помощь — промывание желудка 1%-м раствором сульфата натрия или сульфата магния для связывания ионов бария Ва2+ в сульфат бария. После этого нужно принимать внутрь раствор сульфата натрия или магния (20 мас. ч. соли на 150 мас. ч. воды) по одной столовой ложке каждые 5 мин., через 30 мин. — вызвать рвоту для удаления сульфата бария.

11. Биологическая индикация почвы

Кислотность почвы мы определили по растениям, которые растут в данной местности. (приложение 5, стр18). На данном участке растут: манжетка, лютик едкий – почва слабокислая.

Заключение

В результате  проведенного исследования мы описали почвенный разрез,определили тип почвы на территории полигона «Медведево»: серая лесная: влажная, окраска темно – серая с примесями окиси железа во втором слое, рыхлого сложения, мелкоореховатая и ореховатая, почва слабо кислая, содержит тысячные доли процентов хлорид – ионов.

Морфологические признаки, по которым определяется почва в поле:

1) строение почвенного профиля: 4 слоя (чернозем, зона вымывания, зона вмывания, материнская порода)

2) окраска (цвет) почвы: темно - серый

 3) степень увлажнения (а также уровень грунтовых вод или верховодки): влажная

 4) механический состав: средний суглинок

 5) структура: структурная, мелкоореховатая

 6) сложение: рыхлая, рыхлая, плотная

 7) новообразования: крапинки и жилки, заполненные кристаллическим веществом, что говорит о присутствии в почве легкорастворимых солей (хлориды).

Определили почвенные горизонты.

Методом раскатывания увлажненной почвы определили механический состав почвы:

1 слой – средний суглинок

2 слой – средний суглинок

3 слой – тяжелый суглинок

В работе использованы «Методики исследовательской деятельности по экологии» Тюмень 2013

Список литературы

1.  Ганжара Н.Ф. Почвоведение.-М.: Агроконсальт, 2001. – 392 с.
2. Дьякович С.В. «Почва как объект изучения на уроках химии». Москва: «Просвещение» 1985г.
3. Кауричев И.С., Панов Н.П. и др. Почвоведение. – М.: Агропромиздат, 1999.- 719 с.
4. Постникова Т.Ф. «Экологический мониторинг почвы» Интернет-портал «Исследовательская деятельность школьников»
5. Сердобольский И.П. Агрохимические методы исследования почв. М., 2002.
6. Сидоров А.М. «Оценка экологического состояния почвы»  «Экология», М., Дрофа, 2004г
7. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие/под ред. Т. Я. Ашихминой -М.: АГАР,2000

      8.  «Методики исследовательской деятельности по экологии» Тюмень 2013