Показатели гумусного состояния почв и их оценка

 Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение

 высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика Д. Н. Прянишникова»

Факультет агрохимический

УДК 631.4

 

                                                     Кафедра почвоведения.

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по «Общему почвоведению» на тему: «Показатели гумусного состояния почв и их оценка»

 

 

 

 

 

                                                                              Выполнил

                                                                              студентка 2 курса агрохимического

                                                                              факультета специальности

                                                                              «почвоведение» группы Пч-21

                                        Руководитель:

                                                       

 

 

 

Пермь 2009

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………………………...4

1.Органическая  часть твердой фазы почвы…………………………………………………..6

    1.1. Источники  почвенного гумуса………………………………………………………....6

    1.2. Разложение органических остатков в почве…………………………………………....7

    1.3. Состав органической части .Почвенные ферменты……………………………………8

    1.4. Разложение  химических компонентов в почве……………………………………..…15

2.Процесс гумусообразование…………………………………………………………….…16

    2.1. Органическое вещество специфической  природы…………………………………....20

    2.2. Органическое вещество неспецифической  природы………………………………....24

    2.4. Гумусное состояние почв……………………………………………………………..26

3. Показатели  гумусного состояния почв и  их оценка……………………………………....28

    3.1. Методы изучения гумуса……………………………………………………………..35

4..Экологическая  роль гумуса в почвообразовании  и в плодородии почв…………………..39

Вывод………………………………………………………………………………………...43

Библиографический список………………………………………………………………......44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Почвоведение – наука о почве, ее строении, составе и свойствах, процессах образования, развития и функционирования, закономерностях географического распространения, взаимосвязях с внешней средой, путях и методах рационального использования.

Гумус – сложный динамический комплекс высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических соединений.

Проблема органического  вещества почв занимает одно из главных  мест в теоретическом почвоведении и приобретает все большее  прикладное значение.

Органические вещества играют особую роль в генезисе, плодородии и охране почв. Знание многих характеристик органического вещества почв необходимо в связи с осуществлением в России продовольственной программы, опирающейся на интенсификацию земледелия, на его устойчивость, на химизацию, на повышение плодородия почв, на высокоэффективное использование земли.

Исследование гумусного  состояния ряда тундровых почв связано  с решением задач по дальнейшему  развитию районов проживания народов  севера. Почв подзолистого типа – с выполнением решения проблемы по дальнейшему развитию сельского хозяйства.

Фундаментальные исследования органического вещества почв советскими учеными обеспечили нашей стране передовые позиции в мировой  науке в этой области знаний. Однако оставались недостаточно изученными экологические аспекты трансформации органического вещества, элементарные почвенные процессы формирования органопрофилей почв разных природных зон, генетические аспекты формирования органического вещества почв и его морфология. Из чего и возникла необходимость в разработке системы показателей гумусного состояния почв, которая может выступить в роли одного из критериев состояния плодородия почв и его устойчивости.

Цель курсовой работы -  показать гумусное состояние почв и дать им оценку; задачами

являются иметь общее представление о гумусе  и методах его изучения, ознакомиться с составом гумуса, механизмом процесса гумусообразования, экологической ролью гумуса в почвообразовании и в плодородии почв, дать оценку гумуса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Органическая часть твердой фазы почвы.

 

Органическая часть  твердой фазы почвы представляет собой остатки отмерших растительных и животных организмов и продуктов  их превращения, среди которых гумус занимает ведущее положение. Эта часть определяет качество почвы, ее плодородие. С количеством и составом органической части теснейшим образом связаны физические и химические свойства почвы, уровень урожайности сельскохозяйственных культур.

 

1.1.Источники  почвенного гумуса.

 

Основным источником накопления гумуса в почвах служат зеленые растения, которые ежегодно оставляют в почве и на ее поверхности большое количество органического вещества.

Количество поступающей в почву  органической массы зависит от характера  растительности. Так,  в лесных почвах главный источник гумуса – наземный опад, образующий подстилку. Количество подстилки в лесах различно и зависит от зоны, состава, возраста и густоты насаждений, а также от степени развития травянистого покрова (от 32 центнеров на гектар в широколиственных до 200 кг в хвойных лесах).

Корни древесной растительности также  образуют значительную массу органического  вещества в почве, но они многолетние, поэтому доля их участия в образовании  гумуса невелика.

Под травянистой растительностью, основной источник образования гумуса – мелкие корни, масса которых в метровом слое почвы составляет в зоне степей от 8 до 28 т/га, в зоне пустыни – 3-12 т/га. Много корней накапливается на полях под многолетними посеянными травами. Наименьшее количество корней остается в метровом слое почвы под однолетней культурной растительностью (3-5 т/га).

В профиле различных почв корни  растений распределяются неодинаково. В подзолистых почвах лесо-луговой  зоны главная масса корней сосредоточена  в верхней части профиля; в  почвах степной и пустынно-степной зон корни распределены по профилю более равномерно. Поэтому и мощность гумусового горизонта  в разных почвах различна. Следует помнить, что корни травянистой растительности отмирают ежегодно непосредственно в толще почвы, вследствие чего под такой растительностью образуются почвы, гумусовый слой которых достигает значительной мощности. Наземная часть трав и культурных растений отчуждается человеком в хозяйственных целях, поэтому доля участия ее в образовании гумуса не велика.

Корневая система трав значительно превышает по массе надземную часть. Например, корневая система трав в черноземной степи составляет 20-25т/га, а надземная часть – 5-7т/га, в сухой степи на солонцеватых каштановых почвах соответственно 10-12 т/га и 4-5 т/га.

Источником образования гумуса  в почвах служат также отмирающие микроорганизмы, мхи, лишайники и всевозможные роющие и копающие животные, часто населяющие почву.

Таким образом, первичный и основной источник органических веществ, из которых  образуется гумус, - остатки зеленых растений в виде корней и наземного опада.

 

1.2. Разложение органических остатков в почве.

 

Исследования  процессов распада органических остатков в почвах развивались по трем основным направлениям. В первом главное внимание уделяли изменению  химизма растительных остатков как главного источника органического вещества ( И. В. Тюрин, 1937; С. Ваксман, 1937; М. М. Кононова, 1951, 1964, Л. Н. Александрова, 1980; А. Д. Фокин, 1981 ) . Во втором – исследовали морфологию и скорость трансформации опада и подстилок, в основном лесных ( Р. Е. Мюллер, 1897,; Е. Рамани, 1905; Н. П. Ремезов, 1958; А. Ф. Соколов, 1959 ) . В третьем – выделяли организмы, участвующие в разложении растительных остатков ( П. А. Костычев, 1886; В. Я. Частухин и др., 1948,1953, 1964; Т, Г. Мирчинк, 1976; Н. М. Чернова, 1977; Б. Р. Стриганова, 1980 ) .

Распад органического  вещества – это процесс частичного или полного превращения сложноорганизованных структур и молекул в более  простые, в том числе и в  продукты полной минерализации. Распад органических компонентов – сложный и длительный процесс. Он включает механические и физические разрушения, биологическую и биохимическую трансформацию и т.д..

Роль  разных групп организмов в процессах  трансформации органического вещества в почве. Бактерии активно участвуют в трансформации органического вещества во всех почвах. Они разлагают почти все органические соединения. Например, целлюлозу разлагают различные виды бактерий родов Cytophaga, Clostridium, Celvibrioи и др.; крахмал – бактерии видов Clostridium acetobutilicum, bacillus subtilis, Bac. Mesentericus и др..

Актиномицеты, как и бактерии , - в основном почвенные организмы, активно участвующие в разложении  органического вещества. Они могут использовать любые углеводы, в том числе активно разрушают манианы, ксиланы, пектиновые вещества, целлюлозу, хитин, могут разрывать длинные цепи жирных кислот и углеводородов. Они существуют в почве длительное время как покоящиеся споры и растут тогда, когда появляются доступная пища, наобходимый уровень температуры ( 5-10 ⁰ С ) и влажности ( 91,5 -99% ) .

Грибы обладают большим спектром ферментов, способны совершать многие процессы трансформации органического вещества. Грибы осуществляют и разложение гумуса. Функции грибов определяются стадией сукцессии, стадией изменения видового состава микробоценоза, зависящей от спосовности организмов.

Почвообитающие  водоросли – автотрофы; они участвуют в создании органического вещества почв. Запасы органического вещества, созданного водорослями, составляют от 0, 05 до 0,2% от его общего запаса в верхнем почвенном горизонте.Основная масса водорослей обитает на поверхности или в самых верхних слоях почвы. Водоросли выделяют биологически активные вещества.

1.3.Состав органической части.

Наблюдения под микроскопом  позволяют сделать выводы, что в почве присутствуют две группы органических веществ: поступившие в почву в виде растительных остатков и новые, специфические гумусовые вещества, возникших при преобразовании остатков.Наблюдения под микроскопом позволяют сделать выводы, что в почве присутствуют две группы органических веществ: поступившие в почву в виде растительных остатков и новые, специфические гумусовые вещества, возникшие при преобразовании остатков. Такое заключение хорошо согласуется с результатами химических исследований, согласно которым разнообразные органические вещества почвы также разделяются на две группы.

1.3.1.Негумусовые вещества.

К первой группе относятся  соединения, содержащиеся в больших  количествах в растительных и  животных остатков и являющихся результатом  их жизнедеятельности. Соединения первой группы хорошо известны в органической химии. Это белки, углеводы, органические кислоты, жиры, лигнин, смолы, воски и др. Их содержание в некоторых группах растений приведено в таблице 1, а их химический состав в таблице 2. Эти соединения в сумме составляют 10-15% от всей массы органического вещества почвы (Д. С. Орлов, 1985).

Таблица 1.

Содержание основных органических веществ  в растительных организмах, % от массы сухого вещества (А. Е. Возбуцкая, 1964)

 

	Белки	Углеводы		Лигнин	Смолы, воски, жиры
		Целюллоза	Прочие
Бактерии	40-70	нет	есть	-	1-40
Водоросли	10-15	5-10	50-60	-	1-3
Лишайники	3-5	5-10	66-80	8-10	1-3
Хвойные деревья:
а) хвоя	5-7	15-20	15-20	20-30	15-20
б) древесина	0,5-1	45-50	15-25	25-30	2-12
Лиственные деревья:
а) листва	4-10	15-25	10-20	20-30	5-15
б) древесина	0,5-1	40-50	20-30	20-25	5-15
Травы	5-20	25-40	15-35	15-20	2-10

 

Таблица 2.

Элементарный состав некоторых органических соединений % от абсолютно сухого вещества (А. Е. Возбуцкая, 1964)