Презентация на тему «типы почвенных режимов»

Содержание

• Слайд 1

• Слайд 2

  Тепловой режим
  Почвы длительный период (апрель — декабрь) имеют положительные температуры по всему профилю. Замерзание их начинается с декабря, а иногда даже с января и охватывает слой до глубины 50—70 см. К началу полевых работ (апрель) почвы целиком оттаивают. В отдельные годы в центральных и западных провинциях зимой наблюдается периодическое оттаивание и замерзание верхнего слоя почвы

• Слайд 3

  Существенно отличается тепловой режим почв сибирских провинций, где развиты фациальные подтипы умеренные длительно промерзающие (Западная Сибирь), умеренно холодные длительно промерзающие (Средняя Сибирь) и холодные длительно промерзающие (Забайкалье).

• Слайд 4

  Меньший снеговой покров, суровые морозы длительных зим приводят к глубокому промерзанию почв и медленному их оттаиванию. К началу полевых работ (май) нижние горизонты еще сохраняют отрицательные температуры;здесь часто наблюдаются поздние весенние и раннеосенние заморозки. В Забайкалье почвы ежегодно промерзают до горизонта многолетней мерзлоты (3,5—4 м), которая здесь распространена повсеместно

• Слайд 5

  Воздушный режим
  Воздушный режим почвы — это совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, его передвижения в почве и расхода, а также явлений обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потребления и выделения отдельных газов живым населением почвы. Все эти явления находят отражение в изменении содержания и состава почвенного воздуха во времени.

• Слайд 6

  Воздушный режим почв характеризуется обычно суточной, сезонной, годовой и многолетней динамикой O2 и СO2. Динамика CO2 и O2 связана с жизнедеятельностью почвенных животных, микроорганизмов и растений, а также газообменом почвы с атмосферным воздухом.

• Слайд 7

  На долю корней растений приходится только около 1/3 общего потока CO2 из почвы. Суточная и сезонная динамика эмиссии CO2 с поверхности почвы. Интенсивность дыхания почвы в течение суток связана, как правило, с ходом температуры почвы и биологической активностью микроорганизмов. Характерны дневные и вечерние максимумы выделения CO2 почвой.

• Слайд 8

  Водный режим
  В серых лесных почвах преобладает периодически промывной тип водного режима. Легкие почвы в районах повышенного увлажнения могут иметь промывной водный режим. Обычно осенние осадки увлажняют лишь слой почвы до глубины 50 см. Наиболее глубокое промачивание происходит в период весеннего снеготаяния. Поэтому глубина промачивания в большей мере зависит от мощности снегового покрова и размеров поверхностного стока талых вод.Под однолетними сельскохозяйственными культурами используется часть влаги и во втором метре. В нижележащих слоях почвогрунта на пашне влажность обычно близка к НВ. Многолетние травы (люцерна) усваивают влагу до глубины 4 м и более.

• Слайд 9

  В целинных серых суглинистых и глинистых почвах под лесом преобладает периодически промывной тип водного режима, в легких по гранулометрическому составу — промывной. При распашке целинных лесных серых почв их водный режим изменяется. Промывание пахотных почв талой и дождевой водой происходит неежегодно. Серые почвы, залегающие на нижних частях малодренированных склонов, в весеннее и осеннее время переувлажняются, в результате сокращается продолжительность вегетационного периода растений.

Посмотреть все слайды

Краткая история[править | править код]

В. В. Докучаев

Учебник К. Д. Глинки. 6 изданий 1908—1935

Накопление эмпирических знаний о почве началось в конце мезолита, когда племена натуфийской культуры произвели первые попытки занятий земледелием. Систематизация сведений была начата философами античности: Колумелла, Феофраста, Плиния Старшего, Лукреция Кара и других. В Средние века производились описания земельных угодий с целью установления феодальных повинностей (например, «Писцовые книги» в России).

В России М. В. Ломоносов в работе «О слоях земных» () высказал идею значительной роли растений и их остатков в образовании почвы. Вольное экономическое общество (образовано с ) организовывало экспедиции по изучению почв и их картографированию.

Ф. П. Фларини (1750) впервые построил схему строения почвы и сделал индексацию почвенных горизонтов (А, В, С, D, Е, F).

В Германии развивалось геологическое почвоведение, по которому почва считалась верхней частью коры выветривания.
В нескольких направлениях велась разработка классификации почв.
Вольни в 1878 году организовал первый в Германии научный журнал по агрономической физике.
Фридрих Альберт Фаллу, один из наиболее крупных почвоведов XIX века, сформулировал представление о почве, как природном теле; он предложил петрографическую классификацию почв — по происхождению почвы из той или иной горной породы.

Дискуссии происходили по вопросам происхождения чернозёмов (растительно-наземное, морское, ледниковое, болотное и другие теории).

С 1877 году на кафедре агрономии Петербургского университета начали преподавать дисциплину «Почвоведение».

Возникновение современного генетического (то есть уделяющего основное внимание генезису или почвообразованию) почвоведения связано с именем профессора минералогии Василия Васильевича Докучаева, который впервые установил, что почвы имеют чёткие морфологические признаки, позволяющие различать их, а географическое распространение почв на поверхности Земли так же закономерно, как это свойственно природным зонам. В своей монографии «Русский чернозём» (1883) он впервые рассматривает почву как самостоятельное природное тело, формирующееся под воздействием факторов почвообразования: «совокупностью причин (грунт, климат, рельеф, возраст и растительность)»

В одной из последних работ В. В. Докучаев подытоживает разработанное им определение того, что почва «есть функция (результат) от материнской породы (грунта), климата и организмов, помноженная на время».

Развитие научного почвоведения связано с работами учеников В. В. Докучаева и их последователями.

Большую роль в развитии агрономического почвоведения сыграл профессор П. А. Костычев, одно время он был оппонентом В. В. Докучаева.

Ученик Докучаева Н. М. Сибирцев создал первый учебник по генетическому почвоведению, Опубликованный в 1899 году.

Международное признание докучаевской школы почвоведения пришло благодаря изданию учебника почвоведения на немецком языке академика К. Д. Глинки и его участию на первых международных встречах почвоведов в Венгрии и США.

В 1909 году состоялся 1 Международный съезд агрогеологов, в 1926 году — 1 Всесоюзный съезд почвоведов, в 1927 году — 1 Международный съезд почвоведов:

Слайд 8Водный режимВ серых лесных почвах преобладает периодически промывной тип водного

режима. Легкие почвы в районах повышенного увлажнения могут иметь промывной

водный режим. Обычно осенние осадки увлажняют лишь слой почвы до глубины 50 см. Наиболее глубокое промачивание происходит в период весеннего снеготаяния. Поэтому глубина промачивания в большей мере зависит от мощности снегового покрова и размеров поверхностного стока талых вод.Под однолетними сельскохозяйственными культурами используется часть влаги и во втором метре. В нижележащих слоях почвогрунта на пашне влажность обычно близка к НВ. Многолетние травы (люцерна) усваивают влагу до глубины 4 м и более.

ТЕМА 1: Важнейшие функции и общепланетарное значение почв

Почвы очень важный природный ресурс.

500 000 000 человек голодает, 1,5 млрд. недоедает, 10000 ежегодно умирает от голода. Искусственная пища – 3-4%, океан 10-12%, 85% даёт сельское хозяйство (почва). Норма — 0,5 га на человека. В Беларуси к 2000г 0,29га.

·Эрозии;

·Засоление почв (в жарких странах солёные почвы);

·Затопление (превращение территорий в болото);

·Карьеры;

·Опустынивание;

·Радиоактивное загрязнение;

·Химическое загрязнение.

До 35% может превратиться в пустыню. Необходимо 90 млрд $ для приведения почв в божеский вид. Всего пахотных угодий 1,5млрд га. 11% — засушливые регионы, 50% увлажнённые регионы, огромные территории не вспахиваются вообще. Необходима охрана почв от негативных явлений, рациональное использование почв.

·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.

Тепловые свойства почвы

Тепловое состояние почвы характеризуется показателями температуры ее генетических горизонтов.

Совокупность свойств, обусловливающих способность почв поглощать и перемещать в своей толще тепловую энергию, называются тепловыми свойствами.

К ним относятся: теплопоглотительная способность (теплопоглощение), теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглощение – способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца, характеризуется величиной альбедо. Альбедо – количество солнечной радиации, отраженное поверхностью почвы по отношению к общей солнечной радиации, достигающей поверхности почвы, выраженное в %.

Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации.

Альбедо зависит от:

• 1) цвета,
• 2) влажности,
• 3) структурного состояния,
• 4) содержания гумуса,
• 5) выровненности поверхности почвы,
• 6) растительного покрова.

Высокогумусированные почвы имеют темную окраску. Поэтому ими поглощается энергии на 10 – 15 % больше, чем светлоокрашенными. По сравнению с песчаными почвами глинистые имеют большую теплопоглотительную способностью.

Сухие почвы отражают лучистую энергию на 5 – 11 % больше, чем влажные, бесструктурные с гладкой поверхностью отражают лучи больше, чем оструктуренные с шероховатой поверхностью. Почвы участков, имеющих наклон к югу, поглощают солнечного тепла больше, чем почвы склонов, обращенных на север. Растительный покров, наоборот, уменьшает теплопоглощение.

Теплоемкость – это способность почвы вмещать в себя и удерживать то или иное количество тепла. Измеряется количеством тепла в калориях, необходимого для нагревания 1см3 или 1 г почвы на 1 °С, в связи с чем различают объемную и удельную теплоемкость почв (первая больше второй).

Составные части почвы имеют различную теплоемкость: удельная теплоемкость воды наивысшая – 1,0, гумуса – 0,477, глины – 0,233, кварца – 0,198 и наименьшая теплоемкость у почвенного воздуха.

Следовательно, теплоемкость почвы зависит от:

• ● минералогического состава;
• ● гранулометрического состава;
• ● пористости и содержания воды и воздуха;
• ● содержания органического вещества.

По характеру теплоемкости почвы делят на «теплые» и «холодные». Песчаные и супесчаные почвы менее влагоемки, поэтому быстрее прогреваются, их называют «теплыми» почвами. Весной такие почвы становятся пригодными для обработки на 2 – 3 недели раньше, чем почвы суглинистые.

Глинистые почвы содержат больше воды, на нагревание которой требуется много тепла, вследствие чего их называют «холодными». В случае одинакового механического состава влажная почва более теплоемкая и холодная, чем сухая; богатая органикой более теплоемка и холоднее минеральной. Самые холодные торфяные почвы, так как содержат много воды и состоят из органического вещества (оказывают влияние на климатические условия прилегающей местности).

Теплота, поступающая на поверхность почв, под действием градиента температур перераспределяется в почвенном профиле. Этот процесс называется теплообменом и зависит от теплопроводности.

Теплопроводность – это способность почв проводить тепло от более нагретых слоев к более холодным. Измеряется количеством тепла в калориях, которое проходит за 1 с через 1 см2 слоя почвы толщиной 1 см. Она зависит от: ● минералогического и гранулометрического состава; ● содержания воздуха и влажности; ● плотности почвы; ● теплопроводности составных частей почвы.

Чем крупнее механические элементы, тем больше теплопроводность. Так, теплопроводность крупнозернистого песка при одинаковой пористости и влажности в 2 раза больше, чем фракции крупной пыли. Наименьшей теплопроводностью обладает воздух, затем – гумус, несколько лучшей – вода, наибольшей – минеральная часть почвы.

По теплопроводности твердая фаза почвы примерно в 100 раз превышает воздух, в 28 раз воду. Поэтому рыхлая, сухая, высокогумусированная почва имеет более низкий коэффициент теплопроводности, чем плотная, влажная, с небольшим количеством гумуса, тем хуже она проводит тепло, т.е. тем длительнее удерживается в ней аккумулированная солнечная теплота.

На низких влажных местах с большим количеством органики слабая теплопроводность часто провоцирует заморозки на поверхности почвы весной и осенью, а сильно заторфованные почвы северных широт способствуют подъему уровня вечной мерзлоты и продвижению ее в более южные районы.

Сухие поверхностные слои южных почв являются своеобразным экраном, предохраняющим внутренние слои от перегрева (поверхность черноземов летом в полдень достигает 40 – 50 оС, песков в Каракумах – 70 – 80 оС).

Регулирование водного, воздушного и теплового режимов почвы

Агрофизические факторы плодородия важны как основа оптимальных для роста и развития растений водного, воздушного и теплового режимов почвы. т.е. обеспечения растений конкретными факторами их жизни.

Способность почвы к устойчивому обеспечению растений водой зависит от агрофизических факторов плодородия, действие которых проявляется через водные свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, водоудерживающая способность, водоподъёмная способность.

Радикальное средство регулирования водного режима пахотных почв — их

1. мелиорация (двустороннее регулирование)
2. агролесомелиорация — воздействие на засушливый климат системой лесных насаждений при одновременном создании искусственных водоёмов.
3. в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения — полное сохранение и рациональное использование осадков (снегозадержание, задержка талых вод).
4. при избыточном увлажнении — кротование, узкозагонная вспашка, гребневые посевы и т.д. Воздушный режим. Почвенный воздух необходим для дыхания корней растений, почвенных организмов.

Почва — важный источник СО₂, потребляемого растениями в процессе фотосинтеза. Агрофизические факторы оказывают решающее влияние на воздушный режим почвы. В бесструктурной почве воздух и вода — антагонисты, в структурной создаются условия одновременного оптимального обеспечения почвы воздухом и водой. Приемы воздействия на воздушный режим — это воспроизводство структуры, улучшения ее прочности. Механическая обработка позволяет создавать необходимое строение пахотного слоя.

Тепловой режим. Поступление, передвижение и отдача тепла определяют тепловой режим почвы. Зависит от поступления лучистой энергии Солнца и тепловых свойств почвы. Большую роль играют в тепловом режиме широтное положение местности, экспозиция склона, гранулометрический состав, структура и др. Южные склоны получают больше тепла, чем северные.

Хорошо гумусированная, темноокрашенная почва усиленно поглощает лучистую энергию. Структура обеспечивает равномерное рыхлое состояние. Структурированная почва хорошо прогревается весной. Тепловой режим оказывает большое влияние на рост и развитие растений и свойства почвы Большое значение имеет в микробиологической деятельности почвенных микроорганизмов. От него зависит скорость и характер превращения органических остатков. При плохом тепловом режиме затухает, и питательный режим почвы ухудшается.

Регулирование:

В холодных северных районах — сбережение и накопление тепла — внесение органических удобрений в больших нормах, оструктуривание, гребневые посадки, мульчирование.
Летом в южных районах ослабляют прогрев почвы поливами и светлой мульчей.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 2 Тепловой режимПочвы длительный период (апрель — декабрь) имеют

положительные температуры по всему профилю. Замерзание их начинается с декабря,

а иногда даже с января и охватывает слой до глубины 50—70 см. К началу полевых работ (апрель) почвы целиком оттаивают. В отдельные годы в центральных и западных провинциях зимой наблюдается периодическое оттаивание и замерзание верхнего слоя почвы

(Средняя Сибирь) и холодные длительно промерзающие (Забайкалье).

Слайд 4Меньший снеговой покров, суровые морозы длительных зим приводят к глубокому

промерзанию почв и медленному их оттаиванию. К началу полевых работ

(май) нижние горизонты еще сохраняют отрицательные температуры;
здесь часто наблюдаются поздние весенние и раннеосенние заморозки. В Забайкалье почвы ежегодно промерзают до горизонта многолетней мерзлоты (3,5—4 м), которая здесь распространена повсеместно

Слайд 5Воздушный режимВоздушный режим почвы — это совокупность всех явлений поступления

воздуха в почву, его передвижения в почве и расхода, а

также явлений обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потребления и выделения отдельных газов живым населением почвы. Все эти явления находят отражение в изменении содержания и состава почвенного воздуха во времени.

динамикой O2 и СO2. Динамика CO2 и O2 связана с жизнедеятельностью почвенных животных,

микроорганизмов и растений, а также газообменом почвы с атмосферным воздухом.

Слайд 7На долю корней растений приходится только около 1/3 общего потока

CO2 из почвы. Суточная и сезонная динамика эмиссии CO2 с поверхности почвы.

Интенсивность дыхания почвы в течение суток связана, как правило, с ходом температуры почвы и биологической активностью микроорганизмов. Характерны дневные и вечерние максимумы выделения CO2 почвой.

Слайд 8Водный режимВ серых лесных почвах преобладает периодически промывной тип водного

режима. Легкие почвы в районах повышенного увлажнения могут иметь промывной

водный режим. Обычно осенние осадки увлажняют лишь слой почвы до глубины 50 см. Наиболее глубокое промачивание происходит в период весеннего снеготаяния. Поэтому глубина промачивания в большей мере зависит от мощности снегового покрова и размеров поверхностного стока талых вод.Под однолетними сельскохозяйственными культурами используется часть влаги и во втором метре. В нижележащих слоях почвогрунта на пашне влажность обычно близка к НВ. Многолетние травы (люцерна) усваивают влагу до глубины 4 м и более.

— промывной. При распашке целинных лесных серых почв их водный режим изменяется. Промывание пахотных почв талой и дождевой водой происходит неежегодно. Серые почвы, залегающие на нижних частях малодренированных склонов, в весеннее и осеннее время переувлажняются, в результате сокращается продолжительность вегетационного периода растений.

Методы исследований[]

При исследованиях на нижних уровнях организации в почвоведении применяются методы разработанные ранее для других естественных наук: химии, физики, геологии, минералогии, биологии, биохимии, гидрологии и др. — обычно в модификациях, учитывающих почвенную специфику.

На более высоких уровнях используются и специфические методы, которые можно объединить в следующие группы:

Изучение почвенного профиля

• Профильные методы заключаются в изучении системы почвенных генетических горизонтов, включая почвообразующую породу с целью сравнения их свойств и состава с породой. Найденные различия позволяют судить о направленности процессов почвообразования, непосредственное наблюдение за которыми невозможно. При этом применяется ряд допущений:
  • Исходная порода не была слоистой
  • Образец эталонной породы существенно не менялся за период почвообразования
  • Процесс почвообразования всё время существования почвы протекал в одном направлении

Невозможность какого-либо из допущений приводит к усложнению интерпретации результатов профильного метода.

• Сравнительно-географические методы (а также сравнительно-геоморфологический и сравнительно-литологический) заключаются в выявлении закономерностей между строением, составом и свойствами почв с факторами почвообразования, определенным образом варьирующимися по земной поверхности.
• Сравнительно-исторические методы построены на основе принципа актуализма, который позволяет реконструировать по реликтовым (не выводящимся из современных факторов почвообразования) свойствам почв условия их существования в предыдущие эпохи.
• Стационарные методы дают возможность изучать почвенные режимы: водный, тепловой, газовый, окислительно-восстановительный и др. Метод лежит в основе биосферного мониторинга. Сюда относятся методы почвенных лизиметров и стоковых площадок.
• Картографические методы, применяемые для составления карт почвенного покрова. Для этого применяются методы других типов (сравнительно-географический) и даже наук (геодезии — в особенности аэрокосмические методы) в сочетании со специфическими (например, метод почвенных ключей — изучение закономерностей структуры почвенного покрова на небольшой территории и построение по ним карты большой территории). Закономерности распространения почв на поверхности Земли в целях почвенно-географического районирования изучает раздел почвоведения — география почв.
• Методы моделирования состоит в экспериментальном воспроизведении изучаемых явлений на основе контролируемых условий полевого или лабораторного опыта, а также использование математических моделей.