Материал: 2565

6

Задания:

1.После сожжения в муфельной печи 6 г растительного образца (средней пробы из древесины, коры, корней, листьев) образовался остаток в виде золы в количестве 0,4 г. Рассчитать зольность.

2.Рассчитать поступление с золой калия под пологом леса, где запас древостоя составляет 300 т/га, причем на долю его ежегодного разлагающегося опада, дающего соответственно зольные элементы, приходится 1/10 часть общей биомассы. Травяной покров ежегодно поступает в количестве 30 т/га, наполовину участвует в процессах разложения и является, следовательно, также источником зольных элементов.

Для расчетов поступления калия использовать следующие данные: содержание калия в зольной части древесных пород составляет в среднем, 55%,

ав составе травостоя – 1 %. По выполнении расчетов построить диаграммы

(в масштабе) участия органической и минеральной (зольной) части растений в формировании опада и выделить долю калия.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. НАКОПЛЕНИЯ

ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И ЗОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВЕ

Цель работы: изучение одной из основных экологических функций почвы как ресурса органического углерода на Земле.

В результате разложения опада в виде отмерших остатков растений, почвенных животных и почвенных микроорганизмов в почве образуется запас органического вещества, большая часть которого (как правило, не менее 85 %) составляет гумус. Учет его представляет интерес не только для изучения ресурсной функции почвы, но и для сравнительной оценки плодородия различных почв. Обычно приводимые в процентах данные не всегда являются репрезентативными, поэтому прибегают к расчету запаса гумуса в определенных весовых единицах (например, г/м2 или т/га). Предварительно необходимо вывести формулу для расчета запаса гумуса в определенном слое (или почвенном горизонте). Например, мощность слоя (h) составляет 10 см (0,1 м). Объем почвы на площадке (S) 1 м2 составляет 1 × 1 ×0,1 = 0,1 м3 . Зная процентное содержание гумуса в данном слое, можно найти его количественный параметр (в т/га или кг/м2), для чего необходимо иметь значение показателя плотности почвы (d). Умножив объем (S × h) на плотность (d), получаем вес почвы, в котором надо найти долю гумуса, содержание которого в процентах определяется предварительно в лаборатории любым доступным методом – сухого и (или) мокрого сжигания. Весь вес почвы принимается за 100 %, доля

7

гумуса за х. Таким образом, запас гумуса (Q), например в т/га, на площадке 1

м2 будет соответственно вычисляться по формуле:

Q = 1 м2 × h × d × % гумуса/100,

где h, в таком случае нужно выразить в метрах, а d – в тоннах/м3.

По данной формуле расчеты можно производить в любых весовых единицах на любую площадь. В частности, при перерасчете запаса гумуса на 1 га нужно ввести коэффициент 10 000 (зная, что в 1 га 10 000 м2).

Вышеприведенная формула примет вид

Q = 100 м 2 × h × d × % гумуса.

Подобным образом можно рассчитывать запас любого вещества или элемента в почве.

Задание:

Рассчитать запас гумуса в метровой толще целинного варианта чернозема выщелоченного и записать в виде таблицы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. ПОТЕРЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ, ЕГО ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ПОДДЕРЖАНИЕ

Цель работы: установить потери плодородия почв (на примере с гумусом) и предложить возможные варианты его восстановления путем использования различных органических природных ресурсов.

Помимо накопления органического вещества, в почве идет противоположный процесс – его разложение. В исходных ненарушенных биогеоцено-

8

зах оба эти процесса находятся в равновесии. Однако в почвах, введенных в

сельскохозяйственный оборот, в результате усиленного окисления органического вещества и проявления процесса эрозии идет его потеря. Как правило, основные и наиболее интенсивные потери органического вещества происходят из верхней части гумусового профиля.

Задание:

Рассчитать по данным таблицы 2 запас гумуса в черноземах различной степени эродированности, используемых в течение 100 лет в земледелии, и установить его годовые потери.

2. Решить задачи на восполнение запаса органического вещества почвы, т. Е. на восстановление или сохранение еѐ экологических функций, нарушенных хозяйственной деятельностью:

а) в 1 т органического сапропеля содержится 400 кг углерода (С). Какое количество его необходимо для восполнения углеродного уровня почвы, теряющей ежегодно около 1 т гумуса с 1 га? Принять во внимание, что в составе гумуса 58 % углерода; б) содержание углерода в древесных опилках составляет примерно 60 %. Ка-

кое количество этого сырья необходимо внести на 1 га для поддержания углеродного уровня почвы, если потери гумуса составляют 1,2 т с 1 га? Принять во внимание, что в составе гумуса 58 % углерода; в) в 1 т соломы содержится 320 кг углерода, а в 1 т древесных опилок его 220

кг. Какое количество каждого из этих видов сырья необходимо внести на 1 га для восполнения углеродного уровня, если ежегодные потери гумуса с 1 га почвы составляют 0,8 т? Принять во внимание, что в составе гумуса 58 % углерода.

9

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ И

БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ПОЧВЫ ПО ЕЕ ЦВЕТУ И РАЗВИТИЮ РАСТЕНИЙ

Цель работы: овладеть ориентировочной оценкой биологической продуктивности почв визуально и с помощью тестовых культур.

Одним из главных признаков плодородной почвы является наличие в ней гумусовых веществ, которые обусловливают черную, темно-серую и серую окраски. Кроме того, оксиды железа, марганца придают почве красноватый и бурый оттенок, от закисей железа формируются голубоватозеленоватые тона; кремнезем, углекислый кальций, каолинит обусловливают белую и белесую окраску. Эти же тона формируются при наличии в почве гипса и некоторых легкорастворимых солей. Проблема увеличения и поддержания продуктивности почв с целью удовлетворения потребностей увеличивающегося населения планеты в продуктах питания возникла на заре развития земледелия и не теряет своей актуальности и в наше время. Об этом, в частности, свидетельствует ситуация, сложившаяся в некоторых регионах Африки, страдающих от засухи. В странах, производящих большое количество продовольственной продукции, поддержание плодородия почвы

– необходимое условие роста экономики и сохранения окружающей среды, меняющейся с внедрением систем земледелия, которые должны способствовать развитию производства, отвечающего национальным потребностям и удовлетворяющего экспортный спрос. Задача ученых – внести свой вклад в решение проблемы производства необходимого количества продовольственной продукции путем разработки методов повышения урожайности сельскохозяйственных культур, с помощью выведения новых сортов, использования удобрений и мелиоративных приемов, разработки методов химической борьбы с вредителями и болезнями и применения соответствующих способов обработки и полива.

Способность почв поддерживать растущее производство зависит в основном от того, как изменяются их свойства в результате окультуривания. Хотя темпы изменения методов земледелия за последние 50 лет значительно возросли, а использование химикатов послужило еще одним импульсом к повышению этих темпов, основные проблемы, перечисленные ниже, остаются теми же, что и в те времена, когда люди впервые начали обрабатывать землю:

− из-за уничтожения растительности почва подвергается действию осадков и ветра, что может привести к эрозии;

10

−со временем запасы органического вещества убывают, что приводит к снижению устойчивости почвы и повышению ее восприимчивости к эрозии;

−снижение содержания органического вещества почвы и связанное с этим сокращение микробной биомассы приводят к снижению уровня минерализации опада;

−сокращение запасов органического вещества приводит к снижению емкости катионного обмена (ЕКО) почв, при этом теряется их способность удерживать катионы питательных веществ от вымывания;

−вынос питательных веществ из почвы с урожаем должен быть компенсирован их поступлением либо за счет естественных процессов, либо путем внесения органических удобрений.

Почву по содержанию гумуса и цвету можно условно разделить на следующие категории, приведенные в таблице 3.

Плодородие почвы можно также определить по продуктивности растений (методом биотестов). Для объективной оценки плодородия почвы надо использовать тесты с разными растениями (не менее трех). Каждый тест проводится в трехкратной повторности. Тестовые объекты – семена пшеницы, овса, ячменя, гороха, вики, редиса и др.

Таблица 3

Оборудование, материалы:

пластмассовые или стеклянные стаканчики объемом 100–150 мл; стеклянные трубочки диаметром 0,8 см; фольга; образцы почвы, взятые в разных местах и сильно различающиеся по цвету; семена различных растений; промытый и прокаленный песок; образец высокогумусной почвы с известным процентным содержанием гумуса (например, 10 %).

Порядок выполнения работы

Образцы почв с разным содержанием гумуса рассматривают при разном освещении, сравнивают с эталонным образцом, определяют их категорию со-