Почвоведение Контрольная

Научный подход к вопросу о происхождении Земли и Солнечной системы стал возможен после укрепления в науке мысли о материальном единстве во Вселенной. Возникает наука о происхождении и развитии небесных тел - космогония.

Первые попытки дать научное обоснование вопросу о происхождении и развитии Солнечной системы были сделаны 200 лет назад.

Все гипотезы о происхождении Земли можно разбить на две основные группы: небулярные ( лат. «небула» - туман, газ) и катастрофические. В основе первой группы лежит принцип образования планет из газа, из пылевых туманностей. В основе второй группы - различные катастрофические явления (столкновение небесных тел, близкое прохождение друг от друга звезд и т.д.).

Одна из первых гипотез была высказана в 1745 году французским естествоиспытателем Ж.Бюффоном. Согласно этой гипотезе, наша планета образовалась в результате остывания одного из сгустков солнечного вещества, выброшенного Солнцем при катастрофическом столкновении его с крупной кометой. Мысль Ж.Бюффона об образовании Земли (и других планет) из плазмы была использована в целой серии более поздних и более совершенных гипотез «горячего» происхождения нашей планеты.

Небулярные теории. Гипотеза Канта и Лапласа

Среди небулярных теорий, безусловно, ведущее место занимает гипотеза, разработанная немецким философом И.Кантом (1755). Независимо от него другой ученый - француский математик и астроном П. Лаплас - пришел к тем же выводам, но разработал гипотезу более глубоко (1797). Обе гипотезы сходны между собой по существу и часто рассматриваются как одна, а авторов ее считают основоположниками научной космогонии.

Гипотеза Канта - Лапласа относится к группе небулярных гипотез. Согласно их концепции, на месте Солнечной системы располагалась ранее огромная газо-пылевая туманность ( пылевая туманность из твердых частиц, по мнению И. Канта; газовая - по предположению П.Лапласа). Туманность была раскаленной и вращалась. Под действием законов тяготения материя ее постепенно уплотнялась, сплющивалась, образуя в центре ядро. Так образовалось первичное солнце. Дальнейшее охлаждение и уплотнение туманности привелок увеличению угловой скорости вращения, вследствие чего на экваторе произошло отделение наружной части туманности от основной массы в виде колец, вращающихся в экваториальной плоскости: их образовалось несколько. В качестве примера Лаплас приводил кольца Сатурна.

Человек начал обрабатывать землю много тысячелетий назад. С тех пор его влияние на процесс образования почвы только возрастало. Особое значение оно приобрело в последние 200 лет, после начала промышленной революции.

В результате человеческой деятельности изменяются природные питательные грунты. Техногенные и естественные процессы идут параллельно, почвы во многом сохраняют свои природные характеристики. В отдельных случаях свойства грунтов меняются полностью, формируются совершенно новые образования, не имеющие аналогов в природе.

Антропогенные факторы влияют на почвообразование как положительно, так и отрицательно. При правильном ведении сельского хозяйства на окультуренных землях увеличивается количество гумуса, улучшается структура почвы, повышается ее плодородие. Если при эксплуатации полей не придерживаться правил, земля быстро истощается. Негативно влияют на почву загрязнения химическими веществами и тяжелыми металлами, переизбыток удобрений, неправильное орошение.

Человек воздействует на процессы почвообразования как прямо, так и косвенно. В этой статье мы будем подробно рассматривать именно прямое влияние. В конце мы коротко скажем об опосредованном воздействии людей на формирование почвы. Кроме того, вы узнаете, как деятельность человека способна изменить плодородие грунта, площадь и качество естественных покровов. Мы отдельно рассмотрим позитивное и негативное влияние.

Негативное влияние человека на почвообразование

Процессы почвообразования нарушаются при загрязнении и эрозии грунтов, использовании участков под строительство дорог и зданий.

Негативно влияют на почвы:

• Сельское хозяйство

• Скотомогильники

• Промышленность

• Коммунальное хозяйство

О них мы расскажем далее.

Сельское хозяйство

Основные риски для почвы при ведении сельского хозяйства:

• Загрязнение почвы минеральными удобрениями при избыточном внесении.

Среди физических свойств почвы различают ее общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Физические свойства влияют на характер почвообразовательного 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

dv= 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/Vs.

где m — масса сухой почвы, г; Vs — 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.

Значение почвенного раствора в почвообразовании и плодородии почв.

Почвенный раствор, жидкая фаза почвы, вода с растворёнными газами, минеральными и органическими веществами, попавшими в неё при прохождении через атмосферу и просачивании через почвенные горизонты. В зависимости от влажности почвы находится в плёночной, капиллярной и гравитационной формах. П. р. динамичен, участвует в почвообразовательном процессе, физико-химических, биохимических реакциях, круговороте веществ в почве и питании растений. Состав его определяется процессами почвообразования, растительностью, общими особенностями климата, а также временем года, погодой, деятельностью человека (внесение удобрений и др.). В почвенной влаге растворены: газы - кислород, углекислый газ, азот, аммиак; минеральные вещества - соли кальция, магния, натрия, калия и др., соединения алюминия, железа, марганца, кремнезём (в форме иона SiO4-4 и в коллоидной форме); органические вещества - органические кислоты жирного ряда и их соли, гумусовые кислоты, сахара, аминокислоты и др. В незаселенных почвах концентрация веществ в П. р. невелика (обычно не превышает 0,1%), в солончаках и солонцах (см. Засоленные почвы) - резко увеличена (до целых и даже десятков процентов). Высокое содержание веществ в П. р. вредно для растений, т.к. затрудняет поступление в них воды и питательных веществ, вызывая физиологическую сухость. Реакция П. р. в почвах разных типов неодинакова: кислую реакцию имеют подзолистые, серые лесные, торфяные почвы, краснозёмы, желтозёмы; щелочную - содовые солонцы; нейтральную или слабощелочную - обыкновенные чернозёмы, луговые и коричневые почвы. Слишком кислый и слишком щелочной П. р. отрицательно влияет на рост и развитие растений. См. также Буферность почвы, Реакция почвы.

Состав почвенных растворов изменчив во времени и пространстве. В засушливых районах минерализация почвенных растворов выше и наоборот.

Почвенные растворы характеризуются множеством свойств:

1. Уравновешенность

2. Буферность.

3. Осмотические давление.

4. Кислотность.

Формирование и развитие болотных почв неразрывно связаны с избыточным увлажнением, которое возникает вследствие различных причин и может быть вызвано поверхностными и грунтовыми водами. Поверхностные воды могут застаиваться в котловинах, западинах и других отрицательных элементах рельефа, куда вода притекает с окружающей местности.

Застаивание воды может быть и на равнинных территориях в случае слабого поверхностного стока или его отсутствия при плотном водоупорном горизонте в толще почвы или почвообразующей породы. При неглубоком залегании грунтовые воды близко подходят к дневной поверхности и, насыщая верхние горизонты почвы до полной влагоемкости, создают благоприятные условия для развития болотной растительности. Болотные почвы формируются под воздействием, двух процессов- торфообразования и оглеения. Их объединяют под одним термином - «болотный процесс».

Торфообразование - накопление на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения. В начальной стадии заболачивания появляются влаголюбивые автотрофные травянистые растения, которые в последующие стадии сменяются зелеными мхами, кукушкиным льном и, наконец, белым мхом - сфагнумом.

Избыточное увлажнение сказывается не только на составе растительности, но и на темпах и характере разложения ее остатков. В анаэробных условиях интенсивность окислительных процессов сильно ослабляется и органические вещества до конца не минерализуются. Разложение их при анаэробиозисе приводит к образованию промежуточных продуктов в виде иизкомолекулярных органических кислот (масляная, уксусная, молочная и др.), которые подавляют жизнедеятельность микроорганизмов, играющих основную роль в процессах превращения органических веществ в почве. При разложении органических остатков в анаэробных условиях на поверхности почвы накапливаются полуразложившиеся органические вещества в виде торфа. В образовании торфа важная роль принадлежит разнообразным почвенным микроорганизмам. Наиболее активный биохимический процесс превращения органического вещества торфа протекает в самом верхнем его слое, где создаются условия некоторой аэрации. В нижних горизонтах масса торфа существенно не изменяется. В превращении органических веществ в болотных почвах участвуют представители многих групп почвенных микроорганизмов. Вначале на отмершей растительности активно развиваются неспороносные бактерии и грибы.

1. Какой  горизонт почвы слабо затронут почвообразовательными процессами?

Генетические почвенные горизонты – это формирующиеся в процессе почвообразования однородные, обычно параллельные земной поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между собой по морфологическим признакам. Генетическими они называются потому, что образуются в процессе генезиса почв. Генетические горизонты в почвенном профиле выступают как важнейшие составные однородные части в масштабе рассмотрения почвенного профиля. Совокупность таких горизонтов, специфических для каждой почвы и различающихся цветом, сложением, структурой и другими признаками, и характеризует строение почвенного профиля. Его можно хорошо наблюдать на почвенном разрезе, т.е. на вертикальной стенке ямы глубиной 1-1,5 м. Каждый горизонт имеет свое название и буквенное обозначение (индекс).

2. Какие формы азота доступны растениям?

 Как известно, существуют три формы азота, которые доступны растениям: амидная, аммонийная и нитратная. Амидная форма азота (NH2) действительно усваивается только через листовую поверхность. Две остальные формы поглощаются через корневую систему и различаются лишь механизмами поглощения.

Нитратная форма азота (NO3) легко подвижна и максимально быстро усваивается растениями. Азот не закрепляется в почве и вымывается в грунтовые воды. Но при этом за счёт своей активности нитратная форма требует больших энергозатрат для включения в метаболизм.

Аммонийный азот (NH4) также легко и быстро поглощается растениями. Он менее подвижен и за счёт этого закрепляется на поверхности почвенных структур (глинистых минералов и гумусовых частиц). Поэтому эта форма азота доступна растениям там, куда дорос корень. Поглощение требует меньших энергозатрат. Важно, чтобы аммонийная форма была немедленно встроена в метаболизм, иначе NH4 будет накапливаться до токсичного для растения уровня. Чтобы не допустить негативных моментов, необходимо обеспечить растения элементами питания. Особенно это актуально на ранних фазах вегетации.

Среди других различий нитратной и аммонийной форм азота выделяют следующие. Во-первых, нитратная форма лучше поглощается в аэробных, аммонийная – в анаэробных условиях, которые складываются, например, в залитых водой рисовых чеках или в результате подтопления почвы. Во-вторых, для нитратной формы предпочтителен рН почвы более 7 единиц, для аммонийной – менее 7.