Влияние органического гумуса на отдельные свойства почвы

Курсовая работа

на тему: Роль органического вещества в генезисе и плодородии почв

 

Выполнил:	студент I курса, 105 группы ф-та ПАЭ Какурников Григорий Андреевич
Проверил:	Доцент Поветкина Наталья Львовна

 

 

Москва 2016

Оглавление

Введение. 3

Глава 1. 5

1.1 Влияние органического гумуса на отдельные свойства почвы.. 5

1.2 Влияние органического вещества на биологическую активность почвы.. 6

1.3 Функции органического вещества, связанные с генезисом и свойствами почвы 8

1.4 Свойства гуминовых и фульвокислот. Их роль в процессах почвообразования 11

1.5 Плодородие почвы.. 12

Глава 2. 13

2.1 Практическая часть. 13

2.1.1 Определение гранулометрического состава полевым методом. 13

2.1.2 Определение углерода гумуса по методу И.В. Тюрина модернизации В.Н. Симакова. 14

2.1.3 Определение суммы обменных оснований методом Каппена-Гильковица 17

2.1.4 Определение гидролитической кислотности. 18

2.1.5 Вычисление емкости катионного обмена (ЕКО) 18

2.1.6 Определение pH водной и солевой суспензии потенциометрическим способом 19

2.1.7 Плотность сложения почвы.. 20

2.1.8 Плотность твердой фазы почвы.. 21

2.1.9 Порозность почвы.. 22

2.2 Заключение. 22

Источники. 24

 

 

Введение

Роль органических веществ в почвообразовании очень многосторонняя. Значительная часть элементарных почвенных процессов (ЭПП) происходит с участием гумусовых веществ. К ним относятся биогенно-аккумулятивно, элювиальные, иллювиально-аккумулятивные, метаморфические и другие. Процессы взаимодействия органических веществ с минеральной частью почв лежат в основе почвообразования. Состав и свойства почв, в том числе агрономические, являются результатом этих процессов.

Режим органических веществ, их содержание, запасы и состав входят в число главных показателей почвенного плодородия. В то же время они оказывают влияние практически на все агрономические свойства и режимы почв.

Органическое вещество оказывает существенное влияние на структурное состояние, физические, водно-физические и физико-механические свойства почв. С увеличением гумусированности снижается плотность, увеличивается общая пористость, улучшается структура почвы, повышается водопрочность структурных агрегатов; увеличивается влагоемкость и водоудерживающая способность, водопроницаемость, диапазон активной влаги, гигроскописеская влажность; становятся более оптимальными физико-механические свойства почв: липкость, пластичность, твердость, удельное сопротивление. Также гумус придает почве более темную окраску, что способствует поглощению тепла.^[1]

Цель работы:

1. Изучение органического вещества в почве, его роли в процессах почвообразования и плодородия почв.

2. Закрепить теоретические знания и практические навыки в области почвообразования и плодородия почв.

Курсовая работа позволяет решить следующие задачи:

1. Овладеть приемами составления содержания курсовой работы по заданной теме;

2. Проводить анализ и обобщать изучаемые источники, научную информацию, навыки их правильного оформления;

3. Изучить роль органического вещества в генезисе и плодородии почв;

4. Овладеть приемами и методами интерпретации представляемого в работе материала;

5. Получить навыки профессионального, логичного изложения материала соответствующего теме курсовой работы с вытекающими из него выводами;

6. Приобрести опыт в оформлении и защите курсовой работы.

Глава 1

Влияние органического вещества на биологическую активность почвы

В дерново-подзолистых почвах, содержащих достаточно высокое количество органического вещества, общая численность живых организмов достигает нескольких миллиардов на гектар. Доминирующее значение принадлежит растительным микроорганизмам - бактериям, грибам, водорослям, актиномицетам. Животные организмы представлены простейшими особями, наподобие жгутиковых, корненожек, инфузорий.

Почвенные организмы разрушают отмершие остатки растений и животных, вносимые в почву удобрения, гумусовые вещества почвы. Часть продуктов разложения усваивается растениями и самими микроорганизмами, а часть переходит в форму гумусовых соединений в результате протекания процесса гумификации. Свободноживущие и клубеньковые азотфиксирующие бактерии усваивают азот атмосферы, пополняя запасы его в почве. Для активного развития почвенной биоты им необходима энергия и питательные вещества, а главным источником их служит органическое вещество почвы.^[6]

Вся многообразная деятельность почвенной биоты именуется показателем "биологическая активность почвы". Считается, что выделение СО2 может служить показателем итоговой активности почвенной биоты в данный момент и характеризует ее эффективное плодородие, тогда как общее количество микроорганизмов в большей мере определяет потенциальные возможности почвы.

Содержание СО2 в почвенном воздухе может достигать 1%. Газообмен между почвой и атмосферой (дыхание почвы) зависит от продуцирования углекислоты почвой, диффузии её из почвы в атмосферу, физико-химических свойств почвы и метеорологических условия.

Исследователями было установлено, что на дерново-подзолистых почвах Московской области больше всего СО2 поступает из почвы, занятой разнотравьем и многолетними травами, ввиду создаваемой ими большой массы корней. При внесении в суглинистую пахотную почву навоза интенсивность дыхания повышалась на 70%.^[7]

На дерново-подзолистых почвах Смоленской области установлена четкая зависимость между наличием в почве органического вещества и поступлением из нее СО2. В опытах на дерново-подзолистой супесчаной почве выделение СО2 на фоне минеральных удобрений составляло 2,6-3,0 кг/га в час. При внесении навоза и торфо-минерального компоста общая биогенная активность возросла, и продуцирование почвой СО2 достигло 9 кг/га в час. Еще больше усилилось дыхание почвы не второй год внесения органических удобрений.

Выделение углекислоты почвой имеет сезонную динамику, заметно снижаясь к концу вегетационного периода - августу, что связано с уменьшением количества водорастворимого гумуса, являющегося источником энергии растений. Для того чтобы почва постоянно выделяла углекислоту, следует систематически вносить в нее свежие органические материалы, которые способны пополнять лабильную часть органических соединений.

К настоящему времени накоплен значительный материал о влиянии окультуренности почв на протекающие в них биологические процессы. Установлена тесная зависимость между биогенностью почвы и ее плодородием. Обычно с повышением степени окультуренности дерново-подзолистых почв усиливается темп всех биологических процессов. Для формирования урожая важно, чтобы на высоком уровне находилось эффективное плодородие, которое зависит не от общих запасов питательных веществ, а от интенсивности их круговорота, связанной с микробиологической деятельностью в почве. Чем выше биологическая активность почвы, тем интенсивней происходит минерализация органических веществ, тем больше в ней становится доступных для растений элементов питания, что положительно сказывается на росте урожая.

Органические удобрения предпочтительнее вносить осенью, а не весной. В этом случае развивающиеся сразу после внесения удобрений микроорганизмы к весне отомрут, а закрепленные в их плазме питательные вещества освобождаются и становятся доступными для растений.^[11]

Плодородие почвы

Плодородие почвы — способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной.^[16]

Плодородие почв в силу своих жизненно важных функций издревле выступает не только как агрономическая категория, но и как социальная, экономическая, философская, а в последнее время как экологическая.^[2]

Уровень потенциального плодородия определяют:

1. Содержание гумуса и его качество, влияющее на запасы азота и других питательных и ростактивирующих веществ, поглотительную способность и буферность почвы, структурное состояние и агрофизические характеристики.

2. Содержание питательных веществ (азот, фосфор, калий, сера и другие макро- и микроэлементы, их общее количество и степень подвижности, доступности растениям), определяющее питательный режим.

3. Гранулометрический состав, влияющий на общий химический и минералогический состав, поглотительную способность и буферность почвы, структурное состояние, агрофизические характеристики, водно-воздушный и тепловой режимы, интенсивность и соотношение процессов трансформации и минерализации органического вещества почвы, аккумуляции вымывания.

4. Состав обменно-поглощенных катионов, влияющий на состояние почвенных коллоидов, агрофизические свойства, реакцию почвенного раствора и его и его физиологическое равновесие, буферность почвы.

5. Микробиологическая и ферментативная активность, влияющая на процессы трансформации органических и минеральных соединений, питательный режим.

6. Общий химический и минералогический состав, определяющий действительные и потенциальные возможности, резервы плодородия.

7. Реакция почвенного раствора, солевой состав, фитотоксичные вещества, влияющие на токсикационный режим.

8. Структурное состояние корнеобитаемого слоя, мощность и строение почвенного профиля, влияющие на водно-воздушный режим, агрофизические свойства почвы.

9. Величина максимальной гигроскопичности и диапазон активной влаги, влияющие на водный режим.

10. Уровень грунтовых вод и их минерализация, влияющие на водный режим, химический состав, физико-химические и агрофизические свойства почвы.^[3,4]

Глава 2

Практическая часть

Плотность сложения почвы

Плотность почвы – масса сухого вещества почвы в единице ее объема, ненарушенного естественного сложения (объем почвы включает поры). Показатели плотности используются для агрономической и генетической характеристики почв и для пересчета данных по содержанию каких-либо веществ в почве на запасы в определенном слое.

Плотность минеральных почв колеблется от 1,0 до 1,8 г/см­­­³; торфяных – от 0,04 до 0,5 г/см³. Пробы для определения плотности почвы с ненарушенным сложением берут в поле в металлические цилиндры. В лабораторных условиях при проведении модельных и вегетационных опытов часто возникает потребность определения плотности из рассыпного образца с нарушенным сложением.

Формула для определения плотности почвы:

Где d_V – плотность (г/см³); m – масса сухой почвы (г); V – объем цилиндра (см³).

Объем цилиндра (V, г/см³) находят по формуле:

Где – 3,14; r – радиус цилиндра (см); h – высота цилиндра (см).

 

Плотность почвы равна:

Далее был посчитан объем цилиндра:

Расчет проводился для почвы Чернозем обыкновенный А_пах.

Порозность почвы

Изучаемая почва – Чернозем обыкновенный А_пах.

Порозность почвы – это суммарный объем пор между твердыми частицами, занятый водой и воздухом. Различают общую порозность, капиллярную (внутриагрегатную) и некапиллярную (межагрегатную). Капиллярные поры при влажности, соответствующей ППВ, полностью заняты водой. Некапиллярные (крупные поры) обычно заняты воздухом (порозность аэрации). Общая порозность соответствует полной влагоемкости. Последняя всегда несколько меньше (на 2-7%), поскольку всегда остается защемленый в порах воздух.

Общую порозность (P_общ , % от объема) можно вычислить по показателям плотности почвы (d_v) плотности твердой фазы (d):

Где d – плотность твердой фазы почвы (г/см³); d_V – плотность почвы (г/см³).

 

Заключение

В заключение хочу снова подчеркнуть важность органического вещества во всех процессах живой и не живой природы. Без органического вещества почва не была бы плодородна и не смогла бы давать питательные вещества растениям, а растения в свою очередь не смогли бы давать пищу животным или человеку. При использовании почвы в целях производства сельскохозяйственных культур, человеку следует следить за состоянием почвы и вовремя вносить органические или минеральные удобрения, а также давать почве «отдыхать» от постоянной работы на человека.

 

Источники

[1] Ганжара Н.Ф. Почвоведение / Ганжара Н.Ф – М.: Агроконсалт, 2001.

[2] Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. – СПб.: КВАДРО, 2013.

[3] Муха В.Д. Агропочвоведение / В.Д. Муха, Н.И. Картамышев и др. – М.: Колос.

[4] Никитин Б.А. Плодородие почвы, его виды и методы оценки. Горький: ГСХИ, 1981.

[5] Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации.М.,1996.

[6] Рассел.Э.Д. Почвенные условия и рост растений.М., 1955.

[7] Роде А.А. Система методов исследования в почвоведении. Новосибирск, 1971.

[8] Розанов Б.Г. Морфология почв.М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983.

[9] Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М., 1972

[10] Шишов Л.Л., Дурманов Д.Н., Карманов И.И., Ерофеев В.В. Теоритические основы и пути регулирования плодородия почв. М.: Агропромиздат, 1991.

[11] http://agroprirost.ru/rol-organicheskogo-veschestva-v-plodorodii-pochv

[12] http://fan-5.ru/best/best-1100.php

[13] http://cozyhomestead.ru/rastenia_1634.html

[14] https://ru.wikipedia.org/wiki/Дерново-подзолистые_почвы

[15] http://www.zoodrug.ru/topic3546.html

[16] https://ru.wikipedia.org/wiki/Плодородие

[17] http://www.mining-enc.ru/o/organicheskoe-veschestvo/

[18] http://agroprirost.ru/rol-organicheskogo-veschestva-v-plodorodii-pochv

 

Курсовая работа

на тему: Роль органического вещества в генезисе и плодородии почв

 

Выполнил:	студент I курса, 105 группы ф-та ПАЭ Какурников Григорий Андреевич
Проверил:	Доцент Поветкина Наталья Львовна

 

 

Москва 2016

Оглавление

Введение. 3

Глава 1. 5

1.1 Влияние органического гумуса на отдельные свойства почвы.. 5

1.2 Влияние органического вещества на биологическую активность почвы.. 6

1.3 Функции органического вещества, связанные с генезисом и свойствами почвы 8

1.4 Свойства гуминовых и фульвокислот. Их роль в процессах почвообразования 11

1.5 Плодородие почвы.. 12

Глава 2. 13

2.1 Практическая часть. 13

2.1.1 Определение гранулометрического состава полевым методом. 13

2.1.2 Определение углерода гумуса по методу И.В. Тюрина модернизации В.Н. Симакова. 14

2.1.3 Определение суммы обменных оснований методом Каппена-Гильковица 17

2.1.4 Определение гидролитической кислотности. 18

2.1.5 Вычисление емкости катионного обмена (ЕКО) 18

2.1.6 Определение pH водной и солевой суспензии потенциометрическим способом 19

2.1.7 Плотность сложения почвы.. 20

2.1.8 Плотность твердой фазы почвы.. 21

2.1.9 Порозность почвы.. 22

2.2 Заключение. 22

Источники. 24

 

 

Введение

Роль органических веществ в почвообразовании очень многосторонняя. Значительная часть элементарных почвенных процессов (ЭПП) происходит с участием гумусовых веществ. К ним относятся биогенно-аккумулятивно, элювиальные, иллювиально-аккумулятивные, метаморфические и другие. Процессы взаимодействия органических веществ с минеральной частью почв лежат в основе почвообразования. Состав и свойства почв, в том числе агрономические, являются результатом этих процессов.

Режим органических веществ, их содержание, запасы и состав входят в число главных показателей почвенного плодородия. В то же время они оказывают влияние практически на все агрономические свойства и режимы почв.

Органическое вещество оказывает существенное влияние на структурное состояние, физические, водно-физические и физико-механические свойства почв. С увеличением гумусированности снижается плотность, увеличивается общая пористость, улучшается структура почвы, повышается водопрочность структурных агрегатов; увеличивается влагоемкость и водоудерживающая способность, водопроницаемость, диапазон активной влаги, гигроскописеская влажность; становятся более оптимальными физико-механические свойства почв: липкость, пластичность, твердость, удельное сопротивление. Также гумус придает почве более темную окраску, что способствует поглощению тепла.^[1]

Цель работы:

1. Изучение органического вещества в почве, его роли в процессах почвообразования и плодородия почв.

2. Закрепить теоретические знания и практические навыки в области почвообразования и плодородия почв.

Курсовая работа позволяет решить следующие задачи:

1. Овладеть приемами составления содержания курсовой работы по заданной теме;

2. Проводить анализ и обобщать изучаемые источники, научную информацию, навыки их правильного оформления;

3. Изучить роль органического вещества в генезисе и плодородии почв;

4. Овладеть приемами и методами интерпретации представляемого в работе материала;

5. Получить навыки профессионального, логичного изложения материала соответствующего теме курсовой работы с вытекающими из него выводами;

6. Приобрести опыт в оформлении и защите курсовой работы.

Глава 1

Влияние органического гумуса на отдельные свойства почвы

Органическое вещество — комплекс соединений, возникших прямо или косвенно из живого вещества или продуктов его жизнедеятельности.^[17]

Органическое вещество имеет 3 функции (Рис.1):

Рисунок 1 – Роль органического вещества

Основное количество необходимых для растений элементов питания поступает в почву с органическими и минеральными удобрениями, при этом примерно половина азота и до 70% фосфора от ежегодно вносимых в почву остаются неиспользованными в процессе питания растений.

Эти элементы могут поступать в активный баланс почвы или отчуждаться и уходить из сферы биологического круговорота веществ, оказывая негативное влияние на экологическую среду, что зависит от емкости поглощения почв, особенно легкого гранулометрического состава. Исследованиями установлена тесная связь между емкостью поглощения почв и наличием в них гумуса.

Емкость поглощения катионов в гумусовом горизонте на 70-75% обусловлена органическим веществом, а остальная часть приходится на минеральную основу ППК. Изменение содержания гумуса на 0,1% вызывает смещение емкости поглощения до 1,3 мг-экв. на 100 г на суглинистых почвах и до 0,4 - на супесчаных и песчаных. Как видно, концентрация энергии в составе гумуса усиливает и активизирует энергетику почвообразования, что сопровождается вовлечением в активный круговорот вещества минеральных соединений, аккумулируемых в гумусовых горизонтах.

Значение органического вещества почвы в обеспечении сельскохозяйственных культур элементами питания в настоящее время не только не снижается, а наоборот, возрастает. При увеличении норм вносимых минеральных удобрений качество растениеводческой продукции ухудшается, поэтому растения должны снабжаться питательными веществами за счет почвенных запасов, которые связаны, прежде всего, с органическим веществом, наиболее ценная часть которого - гумус считается основным поставщиком азота, фосфора, серы и ряда других микроэлементов.^[18]