Автор: профессор, д.б.н. П.Н.Балабко
I. Организационно-методический раздел
Цель курса - познакомить студентов с методами поэтапного изучения морфологической организации почвенных тел на разных уровнях макро-, мезо- и микростроения в сочетании с традиционными методами анализа почв, научить студентов диагностировать почвенные процессы путем сопряженного анализа экологических условий, морфологии почвенного профиля, химических, физических и физико-химических свойств почв.
Задачи курса включают: Представление о почве как сложноорганизованном природном теле. Учение об уровнях морфологической организации почвенных тел. Знакомство с методами полевой и лабораторной морфоаналитической диагностики почв. Микроморфологическая диагностика почвенных процессов естественных и антропогенно измененных почв. Диагностика почв на основании сопряженного анализа морфологии, химических и физических свойств почв. Морфоаналитическая диагностика основных типов почв природных зон России.
Место курса в профессиональной подготовке выпускников. Спецкурс читается студентам кафедры общего земледелия на 4 курсе в 7-ом семестре после прослушивания основных курсов: почвоведение, география почв, агрохимия, методы исследования почв, физика почв, химия почв, земледелие и растениеводство. Прослушивание лекций по этому спецкурсу и лабораторные занятия позволяют получить углубленные знания о сложном строении почв, а также провести раннюю диагностику почвенных процессов в целинных и пахотных почвах.
Требования к уровню освоения содержания курса. По окончании спецкурса студенты должны уметь работать со световыми и электронными микроскопами, знать методику приготовления шлифов из образцов почв ненарушенного сложения, владеть навыками микроморфологического описания почв и интерпретации микростроения с целью выявления диагностических признаков ведущих почвообразовательных процессов.
II. Содержание курса
Разделы курса
Вклад русских ученых в становление и развитие морфоаналитической диагностики почв. Работы зарубежных исследователей по микроморфологии почв. Значение Международной рабочей группы по распространению знаний о микростроении почв.
- Полевые методы макро-, мезоморфологической и аналитической диагностики почв.
- Лабораторная мезоморфологическая и аналитическая диагностика почв.
- Микроморфологическая диагностика почв.
- Аналитическая диагностика почв.
- Морфоаналитическая диагностика основных типов почв России.
Темы и краткое содержание
Введение. Основные цели и задачи сопряженного анализа морфологии, физических и химических свойств почв.
Тема 1. Полевая макро,- мезоморфологическая и аналитическая диагностика почв. Приборы и реактивы для полевой морфоаналитической диагностики почв. Планиметрические, спектрофотометрические и хемографические методы изучения почвенного профиля. Унификация методов морфологического описания почв. Базовые шкалы свойств морфологических элементов почв. Морфометрия и статистическая обработка морфологических признаков почв. Сопоставление данных морфологии и результатов некоторых аналитических определений для диагностики почвенных процессов.
Практическое занятие № 1 (проводится в полевых условиях). Выбор участка для заложения разреза или траншеи и организация рабочего места для размещения лабораторного оборудования с целью детального изучения морфологической организации почвенного профиля. Применение шкалы Мансела для определения цвета почв. Полевое определение рН, ОВП, карбонатов, легкорастворимых солей, окисного и закисного железа, плотности и структурного состояния. Анатомирование профиля почвы и отбор образцов с ненарушенным сложением для последующего изготовления аншлифов и шлифов почв, а также дифференцированный отбор проб почв для дальнейшего их изучения в лаборатории.
Тема 2. Лабораторная мезоморфологическая и аналитическая диагностика почв. Схема детального мезоморфологического описания образцов почв с ненарушенным сложением. Изучение морфологических элементов под микроскопом в отраженном свете. Микрохимические реакции на содержание в почвенном образце органического вещества, соединений железа, карбонатов, аморфного кремнезема, легкорастворимых солей. Сопоставление результатов мезоморфологического описания свежих образцов, проведенного в поле с таковым в лаборатории. Мезоморфологическая диагностика гумусо-аккумулятивных, элювиальных, иллювиальных, карбонатных и засоленных горизонтов и профилей основных типов почв. Преимущества и недостатки мезоморфологической диагностики почв.
Практическое занятие № 2. Мезоморфологическое описание (по схеме) образцов профиля подзолистых, серых лесных и болотных почв.
Практическое занятие № 3. Мезоморфологическое описание профилей черноземов и каштановых почв.
Тема 3. Микроморфологическая диагностика почв. История развития, основные труды и научные школы по микроморфологии почв. Методика изготовления аншлифов и шлифов почв из образцов ненарушенного сложения. Методика определения вещественного состава некоторых микрочастей почв в аншлифах (микрохимические реакции, рентгеновский анализ и др.). Устройство и особенности работы с поляризационным микроскопом. Подробная схема и форма записи микроморфологического описания почвенного профиля. Микроморфометрия и математическая обработка результатов. Микростроение гумусо-аккумулятивных, элювиальных, иллювиальных, оглеенных, оглиненных, карбонатных и гипсовых горизонтов.
Практическое занятие № 4. Знакомство с устройством поляризационного микроскопа, типы микроскопов, центровка объектива и определение цены деления окуляра. Определение цвета почвы в шлифах, неоднородность и микрозональность. Изучить микросложение, агрегированность, характер порового пространства, элементарное микростроение, определить состав минерального скелета и виды плазмы. Для глинистой плазмы указать ее оптическую ориентировку как важный диагностический признак почв.
Практическое занятие № 5. Органическое вещество почв. Понятие об органопрофиле, микроформы гумуса, гумусо-глинистые и гумусо-железистые комплексы. Диагностические показатели морфотипов гумуса, используемые при морфоаналитической диагностике почв.
Практическое занятие № 6. Дать характеристику марганцово-железистых, карбонатных и гипсовых новообразований и биолитного состава почв, показать их диагностическое значение.
Тема 4. Микроморфология почв с отчетливой элювиально-иллювиальной дифференциацией почвенного профиля (подзолистые, серые лесные, бурые лесные оподзоленные, оподзоленные черноземы, солонцы, красноземы). Микроморфологическая диагностика почв со слабой дифференциацией почвенного профиля (черноземы, сероземы, дерновые, коричневые, бурые лесные, серо-бурые, серо-коричневые, аллювиальные, горно-луговые). Микростроение пахотных и мелиорированных почв. Сопоставление макро-, мезо- и микроморфологических диагностических признаков почв.
Тема 5. Почвенная матрица и методы ее изучения.
Практическое занятие № 7. Понятие об S-матрице. Зарисовать 10 видов S-матриц в шлифах различных типов почв
Практическое занятие № 8. Микроморфологическое описание профиля различных типов почв, составление таблицы микроморфологических диагностических признаков почв.
Тема 6. Растровая электронная микроскопия почв. Получение новых данных о микромире почв с помощью РЭМ и различных типов анализаторов. Успехи растровой электронной микроскопии в изучении пористости, органо-минеральных комплексов и биолитов.
Практическое занятие № 9. Изучение пористости с помощью установки РЭМ + анализатор пористости + ПВЭМ.
Тема 7. Аналитическая диагностика почв. Диагностика почв по гумусному состоянию, валовому составу почв и илистой фракции, гранулометрическому и минералогическому составу. Диагностика почв по содержанию различных групп и форм железа и магнитным свойствам. Диагностика засоления и солонцеватости почв. Диагностика почв по мощности торфяного горизонта, степени разложения и зольности торфа.
Тема 8. Морфоаналитическая диагностика основных типов почв России.
III. Распределение часов курса по темам и видам работ
№ | Темы лекций | Всего часов | Практические занятия | Всего часов |
1 | Полевая макро,- мезоморфологическая и аналитическая диагностика почв | 2 | Практ. занятие №1 | 2 |
2 | Лабораторная мезоморфологическая и аналитическая диагностика почв | 1 | Практ. занятие №2 Практ. занятие №3 | 4 |
3 | Микроморфологическая диагностика почв. | 1 | Практ. занятие №4 Практ. занятие №5 Практ. занятие №6 | 6 |
4 | Микроморфология почв с отчетливой и слабой элювиально-иллювиальной дифференциацией почвенного профиля | 2 | - | |
5 | Почвенная матрица и методы ее изучения. | 1 | Практ. занятие №7 Практ. занятие №8 | 4 |
6 | Растровая электронная микроскопия почв. | 1 | Практ. занятие №9 | 2 |
7 | Аналитическая диагностика почв. | 1 | - | |
8 | Морфоаналитическая диагностика основных типов почв России. | 1 | - |
IV. Форма итогового контроля – экзамен
V. Учебно-методическое обеспечение курса
Литература
- Герасимова М.И., Губин С.А., Шоба С.А. Микроморфология почв природных зон СССР. 1992.
- Добровольский Г.В., Шоба С.А. Растровая электронная микроскопия почв. Изд-во МГУ, 1978.
- Корнблюм Э.А. и др. Базовые шкалы свойств морфологических элементов почв. Изд-во Почвенного института им. В. В. Докучаева, 1975, 1982.
- Методическое руководство по микроморфологии почв (под ред. Г.В.Добровольского). Изд-во МГУ, 1983. .
- Мякина Н.Б., Аринушкина Е.В. Методическое пособие для чтения результатов химических анализов почв. Изд-во МГУ, 1973.
- Парфенова Е.И., Ярилова Е.А. Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении. «Наука», 1977.
- Розанов Б.Г. Морфология почв. Изд-во МГУ, 1973.
- Таргульян В.О. и др. Организация, состав и генезис дерново-палео-подзолистой почвы на покровных суглинках (морфологическое исследование). М., 1974.
- Brewer R. Fabric and mineral analysis of soils. – N. Y. – London – Sydney , 1964.
- Bullock P., Fedoroff N., Jongerius A. at al. Handbook for soil thin section description. Wolverhampton , 1985.
- Kubiena W. Micropedology. Amas, Iowa, 1938.
- Kubiena W. Micromorphological features of soil geography. N. J., 1970.