Снаряжения и оборудование, используемое при исследовании почв

Для проведения полевого исследования необходимо:

1. Хорошо отточенная стальная лопата для почвенных разрезов

2. Большой нож или широкая стамеска для выемки почвенных монолитов

3. Складной или ленточный метр для измерения мощности отдель-ных горизонтов

4. Обёрточная бумага или мешочки для почвенных образцов

5. Шпагат для завязывания образцов

6. Полевой дневник для описание и зарисовок почвенных разрезов и записей полевых наблюдений

7. Компас

8. Ящики для почвенных монолитов

9. Универсальный индикатор для определения рH

10. Пробирки бумажные фильтры для простейших анализов полевых условиях.

11. Колба с водой

12. Прибор Н.А. Алямовского

13. Азотнокислое серебро для определения наличия ионов хлора

14. Раствор хлористого бария для определения наличия ионов .

15. 10%-ый раствор соляной кислоты для определения наличия карбонатов в почве.

Полевой период. Исследование почв в лесу сводится к определению разновидности почв и установлению их границ путем закладки почвенных разрезов, отбору почвенных образцов по профилю и смешанных образцов, составлению полевой почвенной карты. Виды почвенных разрезов. Полевое изучение почв с целью определения их генетических особенностей, установления гранулометрического состава, основных агрохимических, физических и водных свойств почв осуществляется с помощью системы заложения почвенных разрезов, которые бывают трех видов: основные, контрольные, дополнительные. Основные разрезы - это глубокие шурфы (ямы), пересекающие всю серию почвенных горизонтов и вскрывающие верхнюю часть неизмененной материнской или подстилающей породы. Они закладываются на наиболее типичных элементах рельефа и характера растительности. Глубина основных раз резов колеблется в пределах 1,5-3 м в зависимости от характера насаждений, мощности почв, залегания уровня почвенно грунтовых вод. В среднем границы основного разреза, которые намечаются на поверхности почвы лопатой в виде прямоугольника, имеют ширину 75-80 см и длину 1,5-2,0 м. Ориентировать прямоугольник следует так, чтобы во время описания разреза и зарисовки одна из его коротких сторон освещалась солнцем. Эта стенка будет лицевой - рабочей, предназначенной для из учения и описания разреза. На противоположной стороне для удобства работы через каждые 40-50 см делаются ступеньки. При копке разреза необходимо строго соблюдать следующие правила:

Ø всю извлекаемую почвенную массу складывать с правой и левой стороны разреза по горизонтали, передняя (лицевая) стенка должна быть чистой, место перед ней не притоптано;

Ø если снимается дерновый горизонт, его нужно расчленить на отдельные куски и отделить;

Ø массу почвенных горизонтов по возможности не смешивать;

Ø при закрытии разреза засыпку почвенной ямы надо начинать с массы, извлеченной из самых нижних горизонтов, периодически производя утаптывание почвы;

Ø закрывая разрез почвой гумусового горизонта, куски дернины укладывать плотно друг к другу.

При тщательном соблюдении этих условий копка не приводит к резкому нарушению поверхности почвенного покрова. На основных разрезах дается подробное описание морфологических признаков генетических горизонтов, с каждого генетического горизонта берут образцы для лабораторной обработки. Контрольные разрезы (полуямы) закладываются на меньшую глубину (70-150 см) и служат для дополнительного (контрольного) изучения основной части почвенного профиля, а также для установления площади распространения почв, охарактеризованных основными разрезами. Дополнительные разрезы (прикопки) нужны для уточнения границ отдельных почвенных контуров, выявленных и охарактеризованных основными и контрольными разрезами. Их обычно закладывают в местах намечающейся смены почв глубиной 50-70 см. Количество почвенных разрезов определяется категорией сложности и масштабом съемок. Если почвенный покров на данном элементе рельефа неоднородный, а насаждение чистое, то в дополнение к основному разрезу желательно заложить 3-5 прикопок в разных местах от ствола или пня одного дерева до ствола или пня другого или третьего. При этом разрезы располагаются в разных положениях-около ствола, под кроной, между крон в просвете и т. д. Если почвенный покров однородный, прикопки служат лишь для выяснения степени варьирования свойств почвы. При заложении разрезов необходимо избегать нехарактерных мест, например, едва заметных на глаз понижений или микроповышений. Разрезы располагают, как правило, под по- логом более старого и высокоплотного древостоя, коренного для данных условий типа леса, в пределах проекции кроны, но не ближе 1,5-2,0 м от ствола или пня, на удалении не менее 20 м от дорог, квартальных просек, обочины и т. д., избегая опушек, полян, прогалин и других подобных мест. Разрезы привязывают к наиболее характерным ориентирам местности (пересечению просек, дорог, ручьев и др.) или к ближайшим пикетам. Границы почвенных разновидностей чаще всего совпадают с границами таксационных лесных выделов (средняя площадь таксационного выдела в Беларуси 2-3 га), а почвенного контура в 2,5-3 раза больше. Поэтому почвенные контуры обычно объединяют несколько таксационных выделов. Как правило, в пределах одной почвенной разновидности господствует один тип леса, и лишь в случаях, если почвенная разновидность характеризует переход от одного типа леса к соседнему в экологическом ряду, на ней могут располагаться два типа леса. Характерны, например, сочетания мшистого и верескового, черничного и долгомошного, кисличного и снытевого, снытево-крапивного и папоротникового, осокового и болотно-папоротникового, осокового и таволгового типов леса и т. д. Чаще всего в пределах почвенной разновидности произрастает древостой двух соседних бонитетов (I и Iа, I и 1, I и II1 и т. д.). Ведение полевого дневника. Полевой дневник (журнал) является основным документом, в котором фиксируются в полевых условиях результаты изучения почв, и представляет собой бланки описаний, сброшюрованные и переплетенные, или общую (ученическую) тетрадь. При заполнении полевого дневника необходимо соблюдать следующий порядок полевых описаний:

1) указывать дату, номер разреза, адрес (область, район, название лесного хозяйства, населенный пункт);

2) точно определить местоположение разреза на картографической основе и сделать привязку его к двум постоянным ориентирам на местности, находящимся в непосредственной близости от него (в качестве ориентиров могут служить триангуляционные вышки, дороги, линии электропередач, лесополосы, квартальные столбы и т. д.). Расстояния между ориентиром и разрезом определяют большей частью глазомерно. При отсутствии ориентиров на местности привязка делается по плановой основе;

 3) тщательно описать характер макро-, мезо- и микрорельефа;

 4) точно указать элемент рельефа, на котором заложен почвенный разрез (вершина, склон холма), определить длину, крутизну, экспозицию склона, часть склона, на котором заложен разрез;

 5) при описании растительности в лесах определить состав древостоя, его ярусность, степень сомкнутости крон, класс бонитета, характер напочвенного покрова. После тщательного изучения почвенного разреза в полевом дневнике дается подробное описание морфологических признаков каждого генетического горизонта; профиль почвы зарисовывается цветными карандашами. Зарисовка производится в очерченных рамках шириной до 3 см с вертикальным масштабом 1:10 (иногда 1:20). На рисунке обязательно отображаются включения, новообразования, признаки переувлажнения (охристые и ржавые пятна, прожилки, конкреции), слои и прослойки (ортзанды, псевдофибры, рудяки и т. д.).

Если в профиле почв вскрыт водоносный горизонт, то отмечают синей прерывистой поперечной линией его глубину; когда уровень воды окончательно установится, вновь измеряют постоянную глубину, отмечая ее сплошной поперечной синей линией на зарисованном профиле. В дневнике делают запись: вода появилась на глубине… см, постоянный уровень на глубине…см

Обнаруженное вскипание от 10 % HCI отмечается в почвенной колонке красной линией вдоль ее правой границы-оно соответствует глубине и характеру вскипания (при несплошном вскипании - пунктиром). Делается также словесная запись: сплошное вскипание, пятнами (вскипают только карбонатные новообразования), вскипает бурно, сильно, слабая.

Описание разреза заканчивается названием почвы, которое дается по визуальным морфологическим признакам. После выполнения анализов название почвы уточняется. Названия почв, применяемые в Беларуси, состоят из двух частей: генетической и литологической. В первой части указывается генетическая принадлежность почвы (в соответствии с высокими таксономическими подразделениями) и гранулометрический состав верхнего горизонта (ранг почвенной разновидности), во второй – подробное описание литологического строения профиля (например, дерново-сильноподзолистая  суглинистая почва, развивающаяся на легком пылеватом лессовидном суглинке).

Если в пределах почвенного профиля наблюдается смена почвообразующих пород по гранулометрическому составу и генезису, то при характеристике пород и названий почв употребляется термин «подстилаемая» (например, дерново- среднеподзолистая суглинистая, развивающаяся на легком пылевато-лессовидном суглинке, подстилаемом с глубины 0,8 м моренным суглинком). В том случае, когда изменение однородной породы является следствием процессов почвообразования окультуривания, применяют термины «сменяемый» или «переходящий» (например, дерновослабоподзолистая супесчаная, развивающаяся на рыхлой песчаной водно-ледниковой супеси, сменяемой с глубины 0,4 м рыхлыми среднезернистыми водно-ледниковыми песками). При определении названия торфяно-болотных почв учитываются их типовая принадлежность (низинные, верховые, переходные), мощность органогенного слоя, а также ботанический состав, степень разложения, характер подстилающей породы (например, низинная торфянисто-глеевая почва, развивающаяся на среднеразложившимся древесно-осоковом торфе, подстилаемом с глубины 0,3 м водно-ледниковыми песками).

Качественные полевые определения химических соединений в почве и отбор почвенных образцов для выполнения лабораторных анализов. В полевой обстановке, помимо изучения и описания морфологических признаков, целесообразно выполнить простейшие химические анализы по определению наличия карбонатов и закисных соединений железа.

Определение реакции почвы в полевых условиях производят с помощью универсального индикатора с цветовой шкалой либо методом Халлика. В первом случае в пробирку насыпают немного почвы, приливают в два раза больше по объему нормального раствора хлористого калия, добавляют 2-3 капли индикатора, размешивают и сравнивают окраску со стандартной цветовой шкалой. При использовании метода Халлика на фарфоровую дощечку с цветовой шкалой помещают (в специальное углубление) шепотку почвы, капают специальным индикатором, размешивают и сравнивают полученную окраску со шкалой. Точность определения рН - 0,25-0,5.

Определение карбонатов (СаCО,, MgCO,) в полевой обстановке производится помощью 10%-й соляной кислоты. Для этого с боковой стенки разреза, начиная с его дна, берут лопатой или ножом небольшое количество почвенной массы и капают на нее кислотой. Обнаружив вскипание, уточняют границу в нескольких местах, поскольку линия вскипания может быть извилистой или прерывистой.

Установление солей закисного железа в заболоченных и болотных почвах выполняется путем нанесения на свежий излом почвы сухого порошка или 1%го раствора красной кровяной соли (Са, Fe(CН)). При наличии закиси железа почва синеет.

Для выполнения лабораторных агрохимических анализов, определения гранулометрического состава почв отбираются по генетическим горизонтам почвенные образцы (иногда берутся смешанные образцы из трех-четырех горизонтов). При этом должна быть соблюдена пропорциональность между площадями почвенных разновидностей, количеством заложенных на них разрезов и взятых для анализов образцов.

По массе образцы берутся от 0,5 кг нижних горизонтах до 1 кг — в верхних. Все взятые образцы обязательно просушиваются в проветриваемом сухом помещении в течение одной-двух недель до воздушно-сухого состояния.

Ввиду исключительной важности лесной подстилки для генезиса лесных почв и их плодородия она также изучается при почвенных исследованиях. Образцы лесной подстилки вырезаются размером 20х20 см.

Взятие почвенных монолитов. В отдельных случаях из наиболее типичных и характерных разрезов для практических занятий по почвоведению берутся образцы в виде почвенных монолитов. Существует два способа отбора и изготовления монолитов: ящичный (рамочный) и пленочный.

Ящичный (рамочный) монолит отбирают с помощью специально изготовленной деревянной рамы с отъемными верхней и нижней крышками определенных размеров, например 20х25x5 см. На гладкой отвесной передней стенке разреза по внутреннему контуру рамки ножом намечают очертания будущего монолита, затем начинают осторожно подрезать стенки на глубину и ширину на 3-5 см больше, чем размеры рамы. При этом вначале около прочерченной линии делают углубление перпендикулярно стенке разреза, а дальше от линии срезают почву наискосок. В первую очередь подрезается почва сверху, в последнюю - снизу. На подготовленную таким образом колонку почвы осторожно надвигают рамку ящика, Попутно удаляя неровности с боков. После того как рамка Плотно насядет на монолит, на дно ящика надевается Одна из крышек. В дальнейшем начинают опять осторожно подрезать монолит наклонно (под углом 100-120°) к дну ямы. Вырезанный ящик с почвой вытаскивают на поверхность, удаляют излишки почвы до краев рамки, после чего привинчивают крышку ящика.