1. Визначте поняття “ґрунт”, охарактеризуйте етапи його становлення. Охарактеризуйте ґрунтознавство як науку, його основні положення. Назвіть основні розділи ґрунтознавства. Дайте коротку характеристику основних етапів розвитку ґрунтознавства.

Почва - самостоятельное естественноисторическое биокосное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, представляющее собой открытую четырехфазную динамичную систему с характерными признаками и свойствами и обладающее способностью обеспечивать рост и развитие растений Первая систематизация сведений о почвах была начата в трудах ученых античного мира IV-І веков до нашей эры….

Теофраст. верхний слой

• приспособленный под вспашку;

• мелкий слой

  • питающий «корни хлебных злаков и трав»

• особый слой

  • в котром «находят себе питание» корни деревьев;

• «жировая прослойка»

  • из нее в верхние слои поступает пища растениям. Здесь находятся вода, огонь, воздух и особые «земные соки»

• подпочвенный слой

  • в самой глубокой части которого располагается ад со своими страхами и ужасами

Луций Юний Модерат Колумелла ввел понятие удельного веса почвы, учение о ее плодородии, подошел вплотную к понятиям севооборота, обосновал плодопеременную систему земледелия

Автор труда «О сельском хозяйстве» в 12 томах (36 г. н.э.);

В средние века античные знания были в значительной мере утеряны. Тем не менее в этот период проводилось описание качества почв и земельных угодий для установления феодальных повинностей и привилегий ("Писцовые книги" в России, землеоценочные акты в Германии, китайские кадастры и др)

В эпоху Возрождения вновь обострился практический интерес к почвам. В это время появились агрономические трактаты Альберта Великого, Леонардо да Винчи, первые представления о роли солей в питании растений Бернара Палисси

ПОЧВА – это рыхлый поверхностный слой суши земного шара, обладающий плодородием, т.е. способный обеспечивать урожай растений.

В.В. Докучаев “Почвой следует называть “дневные” или наружные горизонты горных пород, естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых или мертвых”. ПОЧВОВЕДЕНИЕ – наука о почвах, их генезисе, строении, составе, свойствах и географическом распространении, закономерностях происхождения, развития, функционирования и роли в природе и обществе, путях и методах их охраны и рационального использования. Основные положения

1. Понятие о почве как самостоятельном природно-историческом теле, которое формируется во времени и пространстве, под влиянием факторов почвообразовании.

2. Учение о факторах и условиях почвообразования (климат, рельеф, почвообразующие породы, живые организмы, время).

3. Учение о почвообразовательном процессе как о сложном комплексе элементарных почвенных процессов.

4. Учение о плодородии почвы – его основное генетическое свойство.

5. Принципы систематики и классификации почв.

6. Учение о зональности почв

Разделы: Агропочвоведение (рассматривает почву с точки зрения ее сельскохозяйственного использования)

Мелиоративное почвоведение (служит теоретической основой для коренного улучшения почв)

Лесное почвоведение (повышение продуктивности лесов и искусственных лесных насаждений) Докучаев В.В. (1846-1903)

Основоположник науки о почве, новой научной дисциплины – генетического почвоведения.

Первым подошел к рассмотрению почвы как самостоятельного природного тела и дал научное определение понятию «почва».

Установил, что формирование почв – это сложный процесс взаимодействия пяти природных факторов почвообразования: климата, рельефа местности, растительного и животного мира, почвообразующих пород и возраста страны.

Ученому принадлежит первая научная генетическая классификация почв.

Разработал методы исследования почв, создал основы почвоведения.

Оставил огромное количество научных трудов, в том числе «Русский чернозем» (1883).

Сибирцев Н.М. (1860-1900) Ученик и последователь В.В.Докучаева. Основные работы касались классификации и картографии почв, методике почвенных исследований, борьбы с засухой почв. Написал первый учебник почвоведения. Костычев П.А. (1845-1895)

Заложил научные основы агрономического почвоведения. Подчеркивал тесную связь почвообразования с жизнедеятельностью растений. Установил зависимость содержания гумуса от разложения растительных остатков микроорганизмами. Доказал, что плодородие почвы зависит от её физических свойств и биологических факторов. Глинка К.Д. (1867-1927)

Принадлежит ряд оригинальных работ в области выветривания горных пород, генезиса и классификации почв. Написан фундаментальный учебник почвоведения (1908). Был главным организатором Почвенного комитета и Почвенного института им. В.В.Докучаева.

Коссович П.С. (1862-1915)

Один из основоположников изучения физических, химических и агрохимических свойств почв. Развил оригинальные идеи по вопросам почвообразования, классификации и эволюции почв.

Неуструев С.С. (1874-1928)

Углубленное развитие положений Докучаева о факторах почвообразования. В первом в истории почвоведения курсе по географии почв «Элементы географии почв» он рассмотрел факторы почвообразования в связи с особенностями ландшафтов страны.

Прасолов В.Р. (1863-1939)

Составление ряда классических работ по географии почв страны и отдельных ее регионов (Поволжье, Приазовье, Забайкалье и др.). Им разработаны научные основы современной почвенной картографии, создан ряд почвенных карт страны и мира.

Вильямс В.Р. (1863-1939)

Возглавил новое биологическое направление в почвоведении, объединившее генетическое почвоведение, созданное Докучаевым, и агрономическое почвоведение Костычева. Выдвинул и обосновал учение о биологическом круговороте веществ как основе почвообразования. Считал основным свойством почвы её плодородие.

Полынов Б.Б.(1877-1952)

Им были разработаны важные положения о роли биогеохимических явлений в выветривании и почвообразовании.

Гедройц К.К. (1872-1932)

Создал учение о поглотительной способности почв и обосновал мероприятия по известкованию кислых почв и по гипсованию солонцов. Разработаны многие методы химического анализа почв.

Тюрин И.В. (1892-1962)

Автор трудов по генезису, географии и химии почв. Его работы посвящены разработке учения о происхождении и составе органического вещества почвы.

Крокос В.И. Биленко Д.К. Андрущенко Г.А. Панас Р.Н. Полупан Н.И.

▪ первая карта почв Украины (1928 г.) и дальнейшие многомасштабные почвенные обследования во всех регионах страны

▪ изучение генезиса и агрономических свойств поверхностно солонцеватых, солодей, дерново-карбонатных и др.почв

▪ генезис и эволюция техногенных почв

▪ повышение эффективности использования осушенных почв Полесья

▪ изучение содержания органического вещества в почвах, его изменение в процессе обработки, использование органических и минеральных удобрений, влияние различных мелиораций и плантажной вспашки

▪ разработка генеральной схемы противоэрозионных мероприятий

2. Дайте порівняльну характеристику основних методів вивчення ґрунту.Визначте місце та роль ґрунту в природі та діяльності людини.

Методы исследования в почвоведении

Сравнительно-географический - выявление коррелятивных связей между строением, составом и свойствами почв, с одной стороны, и факторами почвообразования - с другой

Сравнительно-исторический метод - моделирование реликтовых свойств почв на основе изучения современных процессов и факторов почвообразования

Профильный метод - изучение системы генетических горизонтов, включая почвообразующую породу, которые являются следствием почвообразовательного процесса, агрогенного воздействия или же связаны с неоднородностью (слоистостью) почвообразующей породы

Стационарный (метод почвенно-режимных наблюдений) – изучение почвенных режимов: водного, теплового, солевого, газового, реакции среды, окислительно-восстановительных условий, биологической активности и др. Биосферный мониторинг.

Метод моделирования - экспериментальное воспроизведение различных почвенных явлений и процессов, воспроизводимых в условиях эксперимента в полевых или лабораторных условиях

Картографический метод – применяется для изображения на картах почвенного покрова определенных территорий

Почва полифункциональная. (поглощение и отражение солнечной радиации, фактор биопродуктивности водоёмов, источник вещества для образования минералов, среда обитания живых организмов.)

3. Порівняйте різні види вивітрювання гірських порід.Охарактеризуйте основні первинні мінерали порід і ґрунтів.Які мінерали називають вторинними й яка їх роль у ґрунтоутворенні.Дайте порівняльну характеристику основних ґрунтоутворюючих (материнських) порід.

Выветриванием (гипергенезом) называется процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и их минералов под воздействием атмосферы, гидросферы и биосферы.

Физическое выветривание – это процесс механического дробления горных пород и минералов на обломки разной величины и формы без изменения химического состава.

Главные факторы: температурные колебания (суточные и сезонные), действие замерзающей воды, ветра и др.

Образуется рухляк выветривания.

Химическое выветривание – это процесс химического изменения и разрушения горных пород и минералов с образованием новых минералов и соединений.

Главные факторы: вода, углекислый газ и кислород воздуха.

Химические процессы: растворение, гидролиз, гидратация, окисление, восстановление.

Гидролиз полевого шпата (входит в состав гранита):

K₂Al₂Si₆O₁₆ + 2H₂O + CO₂ = H₂Al₂Si₂O₈·H₂O + K₂CO₃ + 4SiO₂

ортоклаз каолинит поташ кварц

4Fe₃O₄ + O₂ = 6Fe₂O₃ 2Fe₂O₃ + 3H₂O = 2Fe₂O₃·3H₂O магнетит гематит гематит лимонит

(красный железняк) (бурый железняк)

Биологическое выветривание – это механическое разрушение и химическое изменение горных пород и минералов под действием организмов и продуктов их жизнедеятельности

Почвообразующими или материнскими породами называют поверхностные горизонты горных пород, на которых образуются почвы.

По способу образования:

• магматические (более 70%)

• метаморфические (около 17%)

• осадочные (чуть больше 12%)

По происхождению:

▪ четвертичные (молодые осадочные породы)

▪ дочетвертичные или коренные (древние осадочные породы, элювий магматических и метаморфических пород)

Магматические горные породы образовались при застывании магмы на некоторой глубине (интрузивные) или при излиянии ее на дневную поверхность в виде лавы (эффузивные) Гранит Интрузивная порода.

Состав: кварц, полевые шпаты (60% массы породы), слюды, реже роговая обманка и авгит. Крупнокристаллического сложения.

Окраска различная. Чаще встречается светло-серый, розовый и красный гранит.

Базальт Эффузивная порода.

Состав: полевые шпаты, авгит, оливин, иногда роговая обманка и биотит. Черного или темно-серого цвета, имеет плотное мелкокристаллическое строение

Осадочные породы образовались путем переноса и отложения продуктов выветривания магматических, метаморфических и древних осадочных пород, химического осаждения и жизнедеятельности микроорганизмов Особенности осадочных пород: слоистость, пористость, часто содержат ископаемые остатки организмов.

По способу образования разделяют на категории:

▪ механические, или обломочные

▪ химические

▪ биогенные

Обломочные отложения представляют собой продукты механического дробления пород. По величине обломков:

▪ грубообломочные (глыбы, валуны, галька, гравий, щебень)

▪ песчаные (пески, песчаники)

▪ пылеватые (лёссы и лёссовидные суглинки)

▪ глинистые породы (глина)

Химические осадочные породы образовались вследствие выпадения из водных растворов веществ или в результате химических реакций (каменная соль (1), ангидрит (2), гипс (3), известняк, доломит и др.)

Органогенные осадочные породы имеют растительное или животное происхождение (торф (1), каменный уголь (2,3), мел, кремень (4 )

Метаморфические породы образовались из магматических и осадочных под действием сильного давления и высокой температуры в глубоких слоях земной коры.

Сланцы имеют пластинчатое сложение и легко раскалываются по параллельным направлениям. Залегают чаще непосредственно на граните, образуя мощные пласты.

Кварциты образовались в результате метаморфизма кварцевых песков и песчаников в недрах земной коры. Очень плотная порода.

Мрамор образовался из рыхлых известняков. Белый мрамор образуется из чистого известняка или мела. Примеси оксидов железа придают ему красный цвет, а углеродистые вещества – темно-серый

ПЕРВИЧНЫЕ МИНЕРАЛЫ Значение:зависят агрофизические свойства почв, резервный источник зольных элементов, образование вторичных минералов

минерал содержание, %

• Полевые шпаты 59,5

• Кварц 12,0

• Амфиболы (роговая обманка)

• Пироксены 16,8

• Слюды 3,8

• Прочие 7,9

ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ

Класс силикаты. Группа алюмосиликаты ОРТОКЛАЗ (K₂Al₂Si₆O₁₆) Основной минерал в граните. В больших кусках не прозрачен, в тонких шлифах как стекло. Кислоты не него не действуют. Цвет: белый, серый, красноватый, желтый и зеленый.

АЛЬБИТ (Na₂Al₂Si₆O₁₆) Белый или желтый. Кислотами почти не разлагается.

АНОРТИТ (CaAl₂Si₂O₈) Стеклянный блеск, различная прозрачность. Цвет: белый, сероватый, голубоватый, желтоватый или бесцветен. Разлагается соляной кислотой.

КВАРЦ (SiO₂) Класс окислы. Кристаллическая форма кремнезема. Наиболее устойчив к выветриванию. Составная часть многих горных пород. Растворяется только фтористоводородной кислотой. Цвет разнообразный: белый, фиолетовый (аметист), черный, розовый, прозрачный (горный хрусталь)

АМФИБОЛЫ Класс силикаты. Имеют вытянутый, вплоть до игольчатого облик кристаллов ПИРОКСЕНЫ Класс силикаты. Входят в состав гранита, базальта СЛЮДЫКласс силикаты. Группа алюмосиликаты. Широко распространены. Характеризуются совершенной спайностью в одном направлении, легко делятся на тончайшие листочки с блестящей поверхностью.

Мусковит Белый цвет с желтоватым, розоватым и другими оттенками. Перламутровый блеск. Кислотами не разлагается.

Биотит Черный или черно-зеленый цвет. Разлагается концентрированной серной кислотой.

ВТОРИЧНЫЕ МИНЕРАЛЫ

Образуются в процессе выветривания первичных минералов, при осаждении солей из водных растворов. Являются составной частью многих осадочных пород и почв.

Свойства: находятся в тонкораспыленном коллоидно-дисперсном состоянии

Высокая поглотительная способность, набухание, вязкость, твердость

ВТОРИЧНЫЕ МИНЕРАЛЫ (по химической природе)

МИНЕРАЛЫ ПРОСТЫХ СОЛЕЙ

В условиях сухого климата способны в больших количествах накапливаться в почвах, обуславливая ее засоление

Кальцит (известковый шпат)

Магнезит

Сода, гипс, галит, натриевая и калиевая селитра

МИНЕРАЛЫ ГИДРООКИСЕЙ И ОКИСЕЙ

Оксиды и гидроксиды кремния, алюминия, железа, марганца. Образуются в аморфной форме при выветривании первичных минералов и постепенно подвергаются дегидратации и кристаллизации

Гибсит, гематит.

ГЛИНИСТЫЕ МИНЕРАЛЫ

Являются вторичными алюмосиликатами с различным соотношением SiO₂ и Al₂O₃, которое может изменяться от 2 до 5.

Образуются в результате синтеза из простых продуктов выветривания первичных минералов. Преобладают в большинстве почв в составе илистой фракции

Общие свойства:

• слоистая кристаллическая структура

• высокая дисперсность

• высокая поглотительная способность

• наличие химически связанной воды

4. Опишіть загальні фізичні властивості твердої фази ґрунтів. Характеристика фазового складу ґрунту.

Почва представляет собой сложную саморегулирующуюся по­ликомпонентную многофазную систему. Выделяют четыре физи­ческие фазы почвы — твердую, жидкую, газовую и живую.Твердая фаза — скелет почвы, прочная основа, состоящая из минеральной (95—99 %) и органической частей. Минеральная часть сформировалась из материнских геологических пород и со­держит остаточные (обломки и частицы исходных пород и мине­ралов) и вторичные (вновь образованные) минералы, а также ок­сиды, соли, элементы и соединения, образовавшиеся в процессе выветривания и почвообразования.Твердая фаза почвы полидисперсна, состоит из частиц и агре­гатов различных формы и величины: от крупных глыб, обломков породы, комков и песчинок до коллоидных частиц. Основные ха­рактеристики твердой фазы, почвы: минералогический, химичес­кий, гранулометрический (механический) и агрегатный составы, структура, плотность, пористость (скважность), связность. Жидкая фаза почвы представляет собой почвенный раствор, который формируется из воды, поступающей в почву с атмосфер­ными осадками, из грунтовых вод, при конденсации водяных па­ров. Объем и химический состав почвенного раствора динамичны и зависят от количества поступающей воды, водно-физических свойств и химического состава почвы. Почвенный раствор, или почвенная вода, занимает имеющиеся в твердой фазе почвы пустоты (поры, капилляры), адсорбируется коллоидными частицами, образуя различные по доступности растениям и связности в почве формы влаги (гравитационная, капил­лярная, пленочная, гигроскопическая вода и т.д.). Замерзая или испаряясь, почвенная вода переходит соответственно в твердую или газовую фазу. Жидкая фаза почвы играет важную роль в почвенном плодоро­дии (питание растений) и в процессах почвообразования и фор­мирования почвенного профиля, осуществляя перенос различных частиц и соединений в виде суспензий, взвесей, коллоидных и ис­тинных растворов. Основные характеристики жидкой фазы: концентрация, состав и реакция почвенного раствора, буферность, осмотическое давле­ние. Газовая фаза почвы представлена почвенным воздухом, который заполняет свободные от воды пустоты (поры) в почве. Источни­ком почвенного воздуха являются воздух атмосферы и образую­щиеся в почве газы. Состав почвенного воздуха отличается от ат­мосферного и весьма динамичен. Вода и воздух в почве находятся в динамическом равновесии на основе антагонизма: чем больше воды, тем меньше воздуха, и наоборот. Основные характеристики газовой фазы: объем, состав и газообмен с атмосферой.

Живая фаза почвы представлена живыми организмами, населя­ющими почву и участвующими в почвообразовательном процессе. Это в первую очередь различные микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, микроскопические грибы, водоросли), а также про­стейшие, насекомые, черви и др. Основные характеристики живой фазы: общая биологическая активность почвы, микробиологичес­кая и ферментативная активность, общая численность микроорга­низмов, дождевых червей и других живых организмов в почве. Органическая часть — это неразложившиеся и полуразложив­шиеся остатки живых, главным образом растительных и животных организмов, продукты их разложения и синтеза, гумус. Твердая, жидкая, газовая и живая фазы находятся в тесном вза­имодействии, составляя единую биокосную систему — почву.

5. Поняття про фактори та умови ґрунтоутворення.Якими показниками характеризується рослинність як фактор ґрунтоутворення.Які головні функції здійснюють мікроорганізми при ґрунтоутворенні та формуванні ґрунтової родючості. Головні групи тварин, які беруть участь у ґрунтоутворенні їх роль в цьому процесі.Вплив клімату на ґрунтоутворення.

Почвообразование – это сложный природный процесс преобразования материнской горной породы в почву, ее становления и эволюции под воздействием комплекса факторов. По своей природе – это биофизико-химический процесс .

Ряд факторов:

почвообразующая порода

• рельеф местности

• климат

• живые организмы

• возраст (время)

Схема почвообразования 1) привнесение химических элементов и соединений с атмосферными осадками, почвенными животными и растениями в почвообразующую породу 2) Преобразование, перемещение и аккумуляция химических элементов по профилю почвы и формирование генетических горизонтов 3) Частичный вынос химических элементов за пределы почвенного профиля с участием атмосферных осадков. Начинается когда почва уже сформирована (наличие почвенного профиля, определенного состава и свойств почвы). Растительность выступает фактором почвообразования в составе фактора – живые микроорг. Главной функцией животных в почвообразовании является потребление органического вещества зеленых растений. Биомасса почвенных животных составляет, по разным оценкам, от 0,5% до 5% биомассы и может достигать в умеренных широтах 10-15 т/га сухого вещества(фитофаги, сапрофаги, копрофаги, хищники.)

Общая численность беспозвоночных особей - червей, нематод, ногохвосток, членистоногих - достигает десятков млн. на 1 м²

Число нор сусликов и кротов в степных почвах достигает 2-4 тыс. на га.

Дождевые черви ежегодно пропускают через свой кишечник в разных природных зонах от 50 до 600 т мелкозема. Основные редуценты растительных остатков в почве, микоризообразователи, лихенизирующие грибы – пионерные организмы на горных породах Наиболее многочисленная группа микроорганизмов - несколько миллиардов особей в 1 г почвы

Основные редуценты остатков животного происхождения, симбионты-азотфиксаторы и др. Актиномицеты - способны разлагать целлюлозу, лигнин, гумусовые вещества

Климат – как фактор почвообразования перераспределение солнечной энергии и осадков - влияние на водный, тепловой, солевой режимы почв - влияние на направление ветров и их силу

- влияние на формирование растительности - распределение почв по поверхности суши, особенно в горных странах

Большое влияние на местные условия почвообразования оказывает микроклимат

Почвы на склонах разной экспозиции, получающие разное количество тепла, имеют разную степень смытости, степень оглеения, мощность гумусового слоя

• определяет направление и интенсивность биологических процессов (сочетание температурных условий и увлажнения)

• влияет на водно-воздушный, температурный и окислительно-восстановительный режимы почвы - от климатических условий зависят процессы превращения минеральных соединений в почве - с климатом связаны процессы ветровой и водной эрозии

6. Яка роль у ґрунтоутворенні материнських порід і рельєфу.Оцініть вплив віку й господарської діяльності людини на ґрунтоутворення.

Материнские породы:

• являются материальной основой почвы и передают ей свой гранулометрический, минералогический и химический состав, а также физические свойства

• зависит биологическая продуктивность, скорость разложения растительных остатков и образования гумуса

Наиболее ценные: карбонатные лессы и лессовидные суглинки, бескарбонатные суглинки, аллювиальные суглинки

РЕЛЬЕФ

Совокупность форм земной поверхности разных масштабов

Мегарельеф - крупные неровности земной поверхности (материковые массивы и океанские впадины)

Макрорельеф - крупные формы земной поверхности (большая площадь, изменение высот в сотнях м, км ). Горные хребты, плоскогорья, равнины

Мезорельеф – средние формы земной поверхности (небольшая площадь, изменение высот в 10-х м). Склоны, ложбины, балки, террасы

Микрорельеф - мелкие формы рельефа с колебанием до 1 м (блюдца, бугорки)

Нанорельеф (кочки, неровности, борозды, связанные с обработкой почвы)

Мега- и макроформы рельефа (материки, океаны, горные системы) участвуют в формировании воздушных масс и перераспределении тепла и влаги по земной поверхности, определяя климатические и погодные условия, а через них - макроэкосистемы с характерным почвенным покровом

Мезо- и микроформы рельефа перераспределяют тепло и влагу в пределах склонов, повышений и понижений. Они определяют особенности микроклимата и глубину залегания грунтовых вод, тем самым формируя элементарные почвенные комбинации (сочетания, комплексы)

7. Оцініть поняття “морфологічна будова ґрунту”, опишіть рівні морфологічної організації ґрунту. Основні поняття ґрунтової морфології.Оцініть забарвлення як важливу морфологічну ознаку ґрунту.Оцініть структуру ґрунту як важливу морфологічну ознаку.

Морфологические признаки почв – это внешние признаки, позволяющие отличать почвы друг от друга, а также от горных пород, приблизительно судить о происхождении почвы, направленности и степени выраженности почвообразовательного процесса.

В почвоведении и агрономической практике наибольшее значение имеют следующие группы морфологических признаков почв:

• строение почвенногопрофиля– общий вид всей толщи почвы на поперечном срезе (раскопе), представляющий собой вертикальную последовательность однородных слоев – генетических горизорнтов;

• мощность почвы – толщина ее от поверхности вглубь до незатронутой почвообразовательными процессами материнской породы;

• структура почвы – совокупность агрегатов (отдельностей), на которые естественно распадается почвенная масса;

• гранулометрический состав – относительное содержание в почве твердых частиц (механических элементов) различной величины;

• сложение почвы– взаимное расположение в пространстве и соотношение механических элементов, структурных отдельностей и связанных с ними пор. По плотности сложение бываетслитое,плотное, рыхлое, ирассыпчатое, по пористости –тонкопористое, пористое, губчатое, дырчатое, ячеистое и трубчатое;

• окраска почвы – визуально наблюдаемая цветовая характеристика каждого из горизонтов почвы. Наиболее распространренными цветовыми аспектами является черный, красный, желтый, сизо-зеленый и белый;

• новообразования - скопления веществ, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы в результате почвообразовательных процессов. К новообразованиям химического происхождения относятсявыцветы, налеты, корочки, примазки, потеки, прожилки, прослойки. К новообразованиям биологического происхождения –червоточины, копролиты, кротовины, корневины, дендриты;

• включения - присутствующие в почве тела органического и неорганического происхождения, наличие которых не связано с почвообразовательнымпроцессом:камни, лёд, кости животных, раковины моллюсков, окаменелости, предметы, связанные с деятельностью человека.

Окраска (цвет) почвы Окраска почвы– один из важнейших диагностических показателей, отражающих литологический и химический состав горизонтов, качество органического вещества и другие признаки почв. Неудивительно, что многие типы почв имеют «цветовые» названия: чернозёмы, бурозёмы, краснозёмы, каштановые, коричневые, серозёмы, желтозёмы, и др. Наиболее важны для окраски почв следующие группы веществ:

• гумусовые вещества придают почве черную, темно-серую и серую окраску (такую окраску имеют, например, чернозёмы);

• соединения окисного железа (Fe₂O₃) окрашивают почву в красный, оранжевый и желтый цвета (такую окраску имеют краснозёмы, желтозёмы, каштановые почвы);

• соединения закисного железа (FeO) окрашивают почву в сизые и голубоватые цвета (такую окраску имеют, например, тундровые глеезёмы, дерново-глеевые почвы тайги);

• кремнезем (SiO₂), карбонат кальция (CaCO₃), гипс (CaSO₄) и легкорастворимые соли окрашивают почву в серые и беловатые цвета (так окрашены, например, подзолистые, серые лесные почвы).

Основные типы окраски и их взаимные переходы описываются в так называемом треугольнике Захарова

Структура почвы – это совокупность агрегатов (отдельностей) разных по форме и размерам, на которые природно распадается почвенная масса при ее слабом механическом повреждении, или изъятии из почвенного горизонта. Естественные фрагменты почвы, почвенные отдельности, существенно отличаются друг от друга по форме и размеру, что отражает их химический состав, состояние и свойства почвенной массы, преобладающий тип почвообразовательного процесса. Так, избыточное засоление приводит к образованию столбчатых агрегатов, а интенсивное вымывание органического вещества способствует формированию плитчатых отдельностей

8. Визначте поняття “гранулометричний склад ґрунтів”, принципи класифікації ґрунтів за гранулометричним складом.Дайте класифікацію та характеристику властивостей механічних елементів ґрунтів.Як впливає гранулометричний склад порід на ґрунтоутворення.

Гранулометри́ческий соста́в (механический состав, почвенная текстура) — относительное содержание в почве,горной породеили искусственной смеси частиц различных размеров независимо от их химического или минералогического состава. Гранулометрический состав является важным физическим параметром, от которого зависят многие аспекты существования и функционирования почвы, в том числеплодородие.

Гранулометрический состав оказывает существенное влияние на водно-физические и физико-механические свойства почвы, её водный и воздушный режим, окислительно-восстановительные условия, поглатительную способность, накопление в почве гумуса и эольных элементов. Наиболее влияние на эти качества оказывает содержание в почве фракции физической глины – наиболее легкой составляющей почвенной массы , ответственной за связывание воды, прохождение окислительно-восстановительных реакций , образование почвенные коллоидов. В связи с этим классификация почв по гранулометрическому составу строиться на определении процентного содержания в них глины. Классификация механических элементов почвы

Камни - размер > 3 мм	Камни представлены преимущественно обломками горных пород.
Гравий, галька, щебень 3-1	Гравий состоит из обломков первичных и вторичных минералов.
Песок: крупный – 1.0-0.5 cредний – 0.5-0.25 мелкий – 0.25-0.05	Песчаная фракция состоит из обломков первичных минералов (кварца, полевой шпат) – высокая водопроницаемость, не набухает, обладает некоторой капиллярностью и влагоёмкостью
Пыль: крупная – 0.05-0.01 средняя – 0.01-0.005 мелкая – 0.005-0.001	Фракция крупной пыли по минералогическому составу мало отличается от песчаной. Для средней пыли характерно повышенное содержание слюд неспособна к коагуляции, не участвует в структурообразовании и физико-химических процессах, протекающих в почвах. Почвы, обогащённые фракцией крупной и средней пыли легко распыляются, склонны к заплыванию и уплотнению. Пыль тонкая состоит из первичных и вторичных минералов, способна к коагуляции и структурообразованию, обладает поглотительной способностью, содержит повышенное количество гумусовых веществ.
Ил – < 0.001     Физическая глина - <0,01 мм Физический песок - >0,01 мм	Ил состоит преимущественно из вторичных минералов – имеет большое значение в создании почвенного плодородия.

9. Оцініть новоутворення та включення як важливу морфологічну ознаку ґрунту.Опишіть принципи української індексації генетичних горизонтів.

новообразования - скопления веществ, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы в результате почвообразовательных процессов. К новообразованиям химического происхождения относятсявыцветы, налеты, корочки, примазки, потеки, прожилки, прослойки. К новообразованиям биологического происхождения –червоточины, копролиты, кротовины, корневины, дендриты;

включения - присутствующие в почве тела органического и неорганического происхождения, наличие которых не связано с почвообразовательнымпроцессом:камни, лёд, кости животных, раковины моллюсков, окаменелости, предметы, связанные с деятельностью человека.

В Украине принята система символов А.Н. Соколовского, по которой каждый генетический горизонт обозначается заглавной латинской буквой слова, которая указывает на генетическую суть и особенности состава и состояния горизонтов, связанных с проявлением основного почвообразовательного процесса:

• торфяные горизонты (Т)– сложены более чем на 70% из растительных остатков (древесных, травянистых, моховых, лишайниковых), длительное время сохраняющих свою структуру вследствие недостаточной интенсивности процессов окисления; окрашены в желтовато-коричневый, коричневый и бурый цвета; структура определяется формой растительных остатков;

• торфяно-перегнойные горизонты (ТН)– сложенные из сильно разложившихся гумифицированных (уже невидимых) растительных остатков, окрашены в черный цвет, мажущиеся, имеютпылевато-зернистуюиликомковатуюструктуру (здесь и далее тип почвенной структуры описывается по классификации С.А. Захарова, см. Лаб.р. 2);

• органо-аккумулятивные горизонты (Н_о)– представляют собой разной степени разложившийся лесной опад (лесная подстилка) или остатки травянистой растительности (степной войлок);

• дерновые горизонты (Н_d) – сложены наполовину и более из живых и отмерших корней травянистых растений;

• гумусовые горизонты (Н) – скопления гумифицированного органического вещества, состоящие из растительных остатков, полностью утративших исходное строение под влиянием процессов окисления. Окрашены в серый, темно-серый, коричневый или бурый цвет. Обычно рыхлые, хорошо оструктуренные;

• элювиальные горизонты (Е)– скопления частиц, сохранившихся в составе горизонта после интенсивного вымывания органического вещества в более глубокие слои почвы; окрашены в беловатые, светло-серые или палевые цвета; имеютпластинчатуюилиплитчатуюструктуру, рыхлые;

• иллювиальные горизонты (I)– скопления, образованные наносами органического материала и глинистых частиц из вышележащих слоев почвы; окрашены в буровато-красный, коричневый или темно-серый цвет; плотные, имеютпризмовиднуюилиореховатуюструктуру;

• глеевые горизонты (Gl)– слои почвы, в которых, в силу переувлажнения и недостатка кислорода преобладают процессы восстановления; окрашены в голубой, сизый или оливковый цвета; бесструктурные;

• солонцовые горизонты (Sl) – иллювиальные горизонты, обогащенные растворимыми солями (в первую очередь натриевыми), глиной и вымытым из верхних слоев органическим веществом; окрашены в серый или черный цвета; имеютстолбчатуюилипризмовиднуюструктуру; механические элементы с глянцевыми гранями, плотные, во влажном состоянии бесструктурные, вязкие, способны к набуханию;

• псевдофибровые (Pf)– горизонты, сложенные из тонких бурых или красно-бурых уплотненных прослоек (псевдофибр) длиною 1-3см, чередующиеся с более мощными (5-10см) прослойками палевого или беловатого песка;

• ортзандовые (R)– горизонты, сложенные из песка, сцементированного оксидами железа, накапливающимися в результате деятельности грунтовых вод и микроорганизмов. Окрашены в ржаво-красный цвет, плотные, бесструктурные;

• ортштейновые (Rg) – горизонты, обогащенные глиной, полутора оксидами, гелями кремния, твердые, красновато-коричневые;

• почвообразующая порода (Р) –горизонты, образованные горной породой, из которой сформировалась почва. К числу основных почвообразующих пород относятся: лессы, известняки, карбонатные отложения, сланцы и т.п.;

• подстилающая порода (D) –порода, которая залегает ниже почвообразующей и не принимает участия в образовании почвы;

• спрятанная почва (Fs) –слои древней почвы, исключенные из почвообразования залегающими сверху отложениями различного возраста.

Во многих почвах присутствуют переходные горизонты,которые объединяют свойства нескольких смежных горизонтов. Их обозначают символами смежных горизонтов, например:НЕ – гумусово-элювиальный,НGl – гумусово-глеевый,НSl –гумусово-солонцеватый. Меньшая интенсивность проявления признаков основных почвообразовательных процессов обозначается теми самыми символами, но маленькими их буквенными значениями: сильная элювиальность –Е, малая – е; сильная гумусовость –Н, малая –h и т.д.

Дополнительные признаки горизонтов, такие как наличие определенных минералов, включений, продуктов деятельности человека, индексируются также малыми буквами: а– пахотная обработка,k– карбонаты,еs – гипс,d – дерновые элементы (отмершие корни),f– железистые включения, g – оглеение,m - метаморфические изменения,o – элементы подстилки,s – растворимые соли,sl – признаки солонцеватости,si – кремнистые включения,t – торф,v– живые корни,n– конкреции,z– копролиты и др.

Граница между почвенными горизонтами также может иметь различное строение. По форме она может бытьровной, волнистой, карманной, языковатой, затечной, размытой, пильчатой, полисадной. По степени выраженности различают три типа границ:резкий переход – смена одного горизонта другим происходит на протяжении 2-3см;ясный переход – смена горизонтов происходит на протяжении 5см;постепенный переход – очень постепенная смена горизонтов на протяжении более 5см.

10. В чому полягає подібність і відмінність ґрунтів і порід за хімічним складом.Які хімічні елементи переважають у ґрунті.Як впливає хімічний склад порід і ґрунтів на ґрунтоутворення.Опишіть основні мікроелементи, що зустрічаються в ґрунтах, їх значення для живлення рослин.

В составе почв обнаружены все известные химические элементы. Содержание отдельных химических элементов в литосфере и почве колеблется в широких пределах (таблица 1).Таблица 1 - Содержание (в весовых процентах) химических элементов в литосфере и почвах (А. П. Виноградов)

 

Элемент	Литосфера	Почва	Элемент	Литосфера	Почва
O	47.2	49.0	Mg	2.10	0.63
Si	27.6	33.0	C	0.10	2.00
Al	8.8	7.13	S	0.09	0.085
Fe	5.1	3.80	P	0.08	0.08
Ca	3.6	1.37	Cl	0.045	0.01
Na	2.64	0.63	Mn	0.09	0.085
K	2.60	1.36	N	0.01	0.10

Литосфера состоит почти наполовину из кислорода (47.2%), более чем на четверть из кремния (27.6%), далее идут Al, Fe, Ca, Na, K, Mg. Восемь названных элементов составляют более 99% общей массы литосферы. Такие важнейшие для питания растений элементы, как C, N, S, P занимают десятые и сотые доли процента. Поскольку минеральная часть почвы в значительной степени обусловлена химическим составом горных пород литосферы, имеется сходство почвы с литосферой по относительному содержанию отдельных химических элементов. Как в литосфере, так и в почве на первом месте стоит кислород, на втором – кремний, затем алюминий, железо и т.д. Однако в почве по сравнению с литосферой в 20 раз больше углерода и в 10 раз больше азота. Накопление этих элементов в почве связано с жизнедеятельностью организмов. В почве больше, чем в литосфере, кислорода, водорода (как элементов воды), кремния и меньше алюминия, железа, кальция, магния, натрия и др. элементов, что является следствием процессов выветривания и почвообразования. Процессы выветривания горных пород, переотложения их продуктов приводят к образованию рыхлых пород различного химического состава, покрывающих большую часть суши и являющихся главными почвообразующими породами. По содержанию щелочноземельных и щелочных оснований почвообразующие породы делятся на засоленные, карбонатные и выщелоченные. Химический состав почвообразующей породы отражает, в известной мере, её гранулометрический и минералогический состав. Песчаные породы, богатые кварцем, состоят преимущественно из кремнезема. Чем тяжелее гранулометрический состав породы, тем больше в ней вторичных минералов, а следовательно, меньше кремнезема, больше полутораокисей алюминия, железа. Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почвообразующих пород. На песчаных породах, богатых кварцем, почвы обогащены кремнеземом, на лессе - кальцием, на засоленных породах – солями и т. д. Итак, в почве преобладают окись кремния (SiO₂) и органогенные элементы C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg. Последние являются источником питания растений и от их содержания зависит плодородие почвы. Особую роль в питании растений играет N, P и K. Азот в почве представлен нитратами, аммонийными солями, входит в состав почвенного воздуха и гумуса. Многие соединения азота подвижны, легко вымываются. Недостаток азота, а также фосфора и калия в почве компенсируют органическими и минеральными удобрениями. Для нормального роста и развития растениям необходимы свет, тепло, вода, воздух и питательные вещества. Все эти условия жизни для растений равноценны и незаменимы. В почвах элементы питания растений находятся в составе минералов, органических и органо-минеральных соединений твердой фазы почв, в почвенных растворах (в основном в ионной форме) и в газовой фазе почв. В результате поглощения питательных элементов растения формируют корневые и надземные массы, которые используются людьми как продукты питания, корм для животных или как сырье для промышленности (клубни картофеля, зерно, лен и т. д.).

В почвах содержатся практически все элементы периодической системы д. И. Менделеева, но для питания растениям наиболее необходимы 19 элементов: С, Н, О, N, Р, S, К, Са, Мg, Fе, Мn, Сu, Zn, Мо, В, С1, Nа, Si, Со. Из них 16 элементов, кроме С, Н, О, относятся к минеральным. Углерод, водород и кислород поступают в растения преимущественно в виде СО₂, О₂ и Н₂О. Необходимость натрия, кремния и кобальта не для всех растений установлена. Углерод, водород, кислород и азот называют органогенными элементами, так как в основном из них состоит организм растений. Углерода содержится в среднем 45 % от сухой массы тканей растений, кислорода —42, водорода — 6,5, азота — 1,5 %. Их сумма составляет 95 %. Оставшиеся 5 % приходятся на зольные элементы: Р, S, К, Са, Мg, Fе, Si, Na и др. Они называются так потому, что преобладают в золе растений. Химический состав золы является показателем валового количества усвоенных растениями из почвы зольных элементов питания. Их выражают в оксидах или в элементах по отношению к массе сухого вещества, или к массе золы в процентах. Валовой химический состав растений значительно отличается от валового состава почвы вследствие избирательности растений к поглощению отдельных элементов для формирования урожая. В растениях всегда больше азота, фосфора и калия. В естественных биоценозах питательные элементы, усвоенные растениями и другими живыми организмами, снова возвращаются в почву после их отмирания и перегнивания, поэтому, как правило, обеднения почвы питательными элементами не происходит. Устанавливается их относительное природное равновесие, характерное для разных типов почв. На пахотных же землях после уборки урожая в почву возвращается только часть поглощенных растениями минеральных элементов. Кроме азота и зольных элементов, называемых в агрономической практике макроэлементами, в составе растений присутствуют микроэлементы, содержание которых составляет приблизительно 0,001 % сухой массы тканей (В, Сu, Со, Zn, Мо и др.). Они играют очень важную роль в обмене веществ растительного организма. Микроэлементы

11.Назвіть головні групи органічних речовин у ґрунті. Дайте характеристику джерел гумусу в ґрунті. Коротко охарактеризуйте процеси перетворення органічних залишків у гумус. Порівняйте характерні особливості складових частин гумусу ґрунту.

Органическое вещество почвы представляет собой комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Эти вещества разделены на две группы:

1) преобладающая группа гумусовых веществ;

2) группа растительных и животных остатков разной степени разложения и промежуточных продуктов разложения (негумифицированные органические вещества).

Основной источник органического вещества почвы - остатки отмерших организмов - растений и животных.Под травянистой растительностью основной источник гумуса — корни. Разложение органических остатков происходит под воздействием воды и воздуха, животных и микроорганизмов, обитающих в почве. Основная роль в этом процессе принадлежит микроорганизмам. Аэробный процесс разложения органических остатков при благоприятных условиях протекает интенсивно и приводит к их полной минерализации .При этом углерод из различных соединений окисляется до СO2, водород —до Н2О, азот —до азотистой и азотной кислот, фосфор — до фосфорной кислоты, сера — серной кислоты. Все эти кислоты соединяются с основаниями, имеющимися в почве и золе растений, образуют различные минеральные соли. Анаэробный процесс разложения органических остатков, возникающий главным образом при избыточном увлажнении почвы, протекает медленно название процесса гниения. Этот процесс характеризуется неполным разрушением органических остатков. Если продукты жизнедеятельности анаэробных бактерий из среды не удаляются, процесс разложения замедляется или прекращается, неразложившиеся остатки консервируются. Помимо процессов минерализации и консервации органических остатков, в почве протекает процесс гумификации — образования гумусовых веществ, новых органических соединений специфической природы. Основу процесса гумификации составляет реакция медленного биохимического окисления различных высокомолекулярных веществ, имеющих циклическое строение. К числу подобных веществ следует отнести белки растительного и животного происхождения, лигнин, дубильные вещества. Из гумусовых веществ выделяют две основные группы кислот (гумусовые кислоты): фульвокислоты и гуминовые кислоты. Соединения этих кислот содержатся гумусе всех типов почв, но в различных количествах соотношениях. Фульвокислоты в зависимости от концентрации имеют цвет от соломенно-желтого до оранжевого Этот внешний признак и определил их название (от латинског fulvus — желтый). В элементарный химический состав фульвокислот входят углерод (40—52%), кислород (40—48%), водород (4—6%), азот (2—6%). Фульвокислоты хорошо растворимы в воде, минеральных кислотах и в слабых растворах щелочей. Гуминовые кислоты в отличие от фульвокислот имеют черную окраску и содержат больше углерода (52— 63%). Они слабо растворяются в воде, но растворимы в слабых растворах щелочей. Кислотная их природа обусловлена теми же причинами, что и у фульвокислот. Высокомолекулярные гумусовые вещества (гумино вые кислоты и фульвокислоты) в растворах обладают свойствами коллоидов.

12. Охарактеризуйте органо-мінеральні сполуки ґрунту.Визначте поняття “груповий та фракційний склад гумусу” та опишіть роль гумусу в ґрунтах та способи регулювання його вмісту.

Преобладающая часть гумусовых веществ в почвах находится в форме органо-минеральных соединений. Именно они придают гумусовым веществам устойчивость к разложению и минерализации в условиях земной поверхности и обеспечивают длительное существование во времени, исчисляемое сотнями и тысячами лет. По характеру взаимодействия выделяют три группы органо-минеральных соединений. Простые гетерополярные соли. Гуматы, фульваты аммония, Щелочных и щелочноземельных металлов. Механизм образования их заключается в обменной реакции между водородом кислых Функциональных групп гумусовых кислот и катионами, находящимися в почвенном растворе. Образующиеся гуматы и фульваты щелочных металлов и аммония хорошо растворимы в воде. Гуматы кальция не растворимы, а магния — частично; при высыхании образуются водопрочные гели, они принимают участие в формировании водопрочной структуры почвы. Растворимость солей гумусовых кислот характеризует их подвижность в почвенном профиле и участие в аккумулятивных процессах. Комплексно-гетерополярные соли. Эти соединения образуются при взаимодействии гумусовых кислот с поливалентными металлами (железом, алюминием, а также медью, цинком, никелем). Металл в комплексно-гетерополярных солях входит в анионную часть молекул и не способен к обменным реакциям. Установлено, что поливалентные металлы в составе комплексов присутствуют в форме ионов.  Адсорбционные органо-минеральные соединения. Эти соединения образуются путем сорбции гумусовых веществ на поверхности твердых частиц почвы. К ним относятся алюмо- и железогумусовые сорбционные комплексы, глино- и кремнегумусовые комплексы.

Групповой состав гумуса — перечень и количественное содержание групп органических веществ, входящих в состав гумуса.

Фракционный состав гумуса — содержание органических веществ, входящих в отдельные группы гумусовых соединений и различающихся по формам их связи с минеральной частью почвы.

Гумусовые вещества, образующиеся в почве, активно участвуют в процессах почвообразования. Гумус играет главную роль в формировании профиля почвы. В благоприятных для роста растений условиях формируется хорошо выраженный темноокрашенный гумусовый горизонт. Гумус склеивает почвенные частицы в агрегаты (комочки), способствуя созданию агрономически ценной структуры и благоприятных для жизни растений физических свойств почвы. В гумусе содержатся основные элементы питания растений (N, Р, К, S, Са, Mg) и различные микроэлементы. К основным мероприятиям по регулированию количества и состава гумуса относятся: внесение в почву органических удобрений (навоз, компосты, торф); применение зеленых удобрений; посев многолетних трав; известкование кислых почв и гипсование солонцов; рациональные севообороты и минимальная обработка почвы; противоэрозионные мероприятия.

13.Визначте поняття “ґрунтові колоїди”, опишіть їх речовинний склад, будову колоїдної міцели.Охарактеризуйте основні властивості ґрунтових колоїдів.

Почвенные коллоиды – совокупность почвенных частичек размером от 1 до 100 нм. По составу бывают минеральные, органические и органоминеральные коллоиды. Минеральные коллоиды представлены преимущественно глинистыми, а также некоторыми первичными минералами (например, кварц), измельченными до коллоидного состояния. Кроме того, минеральные коллоиды образуют гидрооксиды кремния SiO2 • пН2О; железа Fe(OH)3 • пН2О, алюминия А1(ОН)3 • п Н2О, марганца Мп2О3 • пН2О. На долю минералов коллоидов приходится около 80–90 % от массы всех коллоидов почвы. Органические коллоиды образуются при гумификации органического вещества. Представлены в почве гумусовыми кислотами и их солями: гуматами, фульватами, алюмо-железогумусовыми соединениями. Коллоидная система почвы состоит из дисперсной фазы (масса коллоидных частичек) и дисперсионной среды (почвенного раствора), они взаимодействуют, в результате этого вокруг коллоидной частички создается двойной ионогенный слой. Коллоидную частичку с двойным ионогенным слоем называют мицеллой. Внутри мицеллы находится ядро – масса недисоциированных молекул коллоидообразующего вещества. К ядру примыкает потенциал-определяющий (внутренний) слой ионов определенного электрического заряда. Он неподвижный, прочно связан с ядром. Ядро вместе с потенциалопределяюшим слоем образует гранулу. Вокруг нее формируется слой компенсирующих ионов, имеющих противоположный заряд по сравнению с ионами внутреннего слоя. Часть его ионов образует неподвижный слой компенсирующих ионов, другая часть отходит от внутреннего слоя на значительное расстояние, теряет с ним прочную связь и образует диффузный слой. Основная масса мицеллы принадлежит грануле, поэтому заряд последней рассматривается как заряд всего коллоида. Коллоиды, имеющие во внутреннем слое отрицательно заряженные ионы и диссоциирующие в раствор Н-ионы, называются ацидоидами. Они способны к поглощению и обмену катионов. Положительным зарядом характеризуются базоиды – их потенциалопределяющий слой состоит из катионов, а диффузный – из ОН-ионов (анионов). Базоиды способны поглощать и обменивать анионы.

Почвенные коллоиды могут находиться в двух состояниях: золя или коллоидного раствора, и геля или студенистого, комковатого или аморфного осадка. Под влиянием тех или других факторов коллоиды из состояния раствора могут переходить в осадок и наоборот. Процесс соединения отдельных коллоидных частичек и выпадения осадка называется коагуляцией. Осадок, образующийся при коагуляции, называется гелем. Переход геля в золь – пептизация.