Что такое почва? Виды и свойства почв. Общие физические свойства почвы

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: изучить состав и свойства почвы.

Задачи:

Образовательные :

• формировать представления о почве, ее составе и свойствах. Познакомить учащихся с понятием “почва”, с составом почвы и ее главным отличием от горных пород – плодородием.

Развивающие :

• развивать логическое мышление учащихся через установление причинно-следственных связей между живой и неживой природой, сравнение, познавательную активность, навыки практической деятельности (опыты), умение наблюдать, сравнивать, обобщать.

Воспитательные :

• прививать навыки природоохранной деятельности и бережного обращения с почвой как объектом живой/неживой природы и интерес к учебному предмету;
• воспитывать интерес к самостоятельной экспериментальной работе, любовь к природе.

Формируемые УУД:

Познавательные:

• развивать умение совместно с учителем обнаруживать и формулировать учебную проблему, разрабатывать план ее решения;
• извлекать информацию из учебного текста, перерабатывать ее, самостоятельно делать выводы и обобщения и представлять их в виде текста и иллюстрации.

Регулятивные:

• создавать условия для самостоятельного определения целей и задач урока;
• продолжить развивать умение определять правильность выполнения задания на основе сравнения с образцами, представленными на слайдах презентации;
• корректировать выполнение задания в соответствии с представленной инструкцией.

Коммуникативные:

• развивать умение участвовать в диалоге, слушать и слышать своих партнеров в ходе групповой, парной и фронтальной работ;
• формировать умение доказывать свою точку зрения, объяснять свой выбор, строить высказывания, задавать вопросы и отвечать на поставленные.

Личностные:

• прививать детям общечеловеческие нравственные ценности и чувства взаимопомощи.

Оборудование: ноутбук, оборудование AFS TM , образцы почв (горшок с почвой комнатной температуры и почвой, взятой из-под снега), стаканы с водой, бумажные салфетки; спиртовка, металлическая пластина, стебельки растений, листы бумаги для теста, цветные карточки для рефлексии.

Использование оборудования AFS TM

1. Практическая работа “Изучаем состав и свойства почвы, минералов”.

Оборудование: компьютер с установленной на нем программой; цифровой USB-микроскоп ; BasicProSkope HR Kit (BD-HRB); образцы твердых веществ: глина, песок, гранит, известняк (горные породы); каменная соль крупного помола.

2. Эксперимент “Температура почвы”. Используется компьютер с установленной программой LoggepLite; датчик температуры Go!Temp (-20 0 С-110 0 С).

Ход урока

I. Орг. момент.

Начинается урок, он пойдет ребятам впрок,
Постарайтесь все понять, учитесь тайны открывать.

II. Актуализация опорных знаний. Загадка.

Отгадайте загадку: Слайд 2

Бьют меня ногами,
Режут грудь ножами.
Каждый хочет растоптать,
А я с подарками опять. (Земля)

Правильно, Земля. У слова “земля” несколько значений. Назовите их. (Земля – планета, земля, по которой мы ходим, на которой выращиваем растения.) Слайд 3

Сообщение учащегося. Земля-кормилица. Богаты недра нашей Родины. В подземных кладовых хранятся почти все ископаемые, нужные для народного хозяйства. И все-таки самым удивительным творением природы, поистине ценнейшим из всех созданных ею богатств, является земля. Земля! Какое емкое слово!

Земля-кормилица, земля-поилица. Родная мать – земля. Так исстари уважительно и ласково зовем мы нашу родную землю.

Писатель М. Алексеев писал: “Иногда думается: отыщет ли человечество в своем языке другое какое-нибудь еще слово, которое оказалось бы столь же емким, многозначащим, как это – “Земля”?! Когда мы пишем его с большой буквы, то подразумеваем целую планету, ставшую обителью великого множества живых существ и, может быть, единственную в своем роде среди иных миров, составляющих вселенную”.

Как бы сужаясь, слово это заключает в себе и большое поле, и крохотный крестьянский надел на нем, и просто горсть того загадочного праха, не имеющего для нас какого-либо определенного вкуса, из которого в конечном счете рождаются все вкусы, все запахи, все цвета, все виды жизни в из немыслимом сочетании и разнообразии.

Слайд 4 Прежде чем повести рассказ о земле, давайте вспомним историю. Мы отправимся в далёкое прошлое нашей планеты. Представьте, что раньше Земля была покрыта голыми, безжизненными скалами. В течение многих миллионов лет, солнце, вода и ветер разрушали скалы.

Их обломки были непригодны для жизни растений и животных, но благодаря лишайникам и бактериям, которые смогли выжить в таких условиях, стала появляться почва. Вслед за ней растения и животные.

Почему изменился облик земли? (Появилась вода; вода и тепло создали условия для появления жизни в океане, а потом на суше.)

Подумайте, кто стал первым обитателем суши – растения или животные?

Чем бы питались животные, если бы они вышли первыми? (Друг другом.) Животные вышли на сушу после растений. Им надо было много времени, чтобы привыкнуть к новым условиям. Они, наверное, вначале на суше были недолго, поедят травы и опять в воду. Прошло много млн. лет, пока животные привыкли к суше и стали здесь жить. Слайд 5

Слайд 6 Рассмотрите иллюстрации “Облик земли в разные периоды ее развития”.

Какое условие самое главное для жизни любого животного? (Наличие растений.)

III. Определение темы и постановка цели урока

1. Слайд 7 Разгадайте ребус. Что это? (Почва.)

Почему я так продолжила наш урок? (Дети определяют тему урока.) Слайд 8

А чему мы можем научиться на этом уроке? (Дети ставят задачи урока) Слайд 9

А что же потребовалось растениям, чтобы они вышли из воды и стали жить на суше? (Почва.)

Примерно 8 тыс. лет назад человек начал обрабатывать землю и выращивать около своего жилища растения.

2. Проблемные вопросы.

Как вы понимаете, что такое почва?

На всей ли земной суше она есть? Слайд 10 (Нет почвенного слоя в Арктике и Антарктиде, на вершинах высоких гор, на голых каменистых склонах.)

Всегда ли на земле была почва? И как она образовалась? Слайд 11

Если вы в дождь пройдете по полю, вам на обувь сразу налипнет грязь. Вам и в голову не приходит, что вы идете по настоящему чуду природы – почве. Не сразу люди осознали, что это одно из главных наших богатств. Изучению почвы посвятил свою жизнь русский ученый, профессор Докучаев. Все, что вы дальше узнаете о почвах, - во многом результат его исследований. Но сначала давайте сами познакомимся с почвой.

IV. Практическая работа “Состав почвы”.

В каком физическом состоянии вещества встречаются в природе? (твердое, жидкое, газообразное)

А в каком состоянии находится почва?

Можно ли получить полную информацию о почве только при наблюдении?

Какие методы используют для выяснения свойств веществ? (экспериментальные методы, проведение опытов)

Вот сейчас мы этим и займемся.

Слайд 12 Дети работают в группах, проводят опыты, выводы записывают в “Рабочую тетрадь, с. 13, задание № 20.

Слайд 13 Практическая работа. Класс разбит на группы.

Возьмите на партах небольшой комок глины, школьный мел, поваренную соль крупного помола, песок, камень.

Рассмотрите каждое из этих веществ и опишите внешние признаки, свойства, ответив на следующие вопросы.

• Какой цвет он имеет?
• Есть ли у него запах?
• Есть ли у него блеск?
• Растворяется ли он в воде?
• Можно ли изменить его форму?
• Известно ли тебе, как человек использует его?

(План лежит на каждой парте. Группа рассматривает один образец, обсуждает, а затем 1 ученик делает выводы.)

Все ли мы узнали о каждом образце?

А теперь рассмотрим каждое из этих веществ с помощью интерактивного микроскопа ProSkope HR. (Эта часть работы может быть проведена в виде демонстрации. При этом соответствующее изображение проецируется на экран компьютера или на большой экран)

а) Возьмите первый образец, например соль крупного помола. Найдите в предложенном вам образце самые крупные частички соли. Медленно приблизьте к нему микроскоп на такое расстояние, при котором изображение будет наиболее четким. Удалось ли вам рассмотреть с помощью микроскопа что-то новое в строении этого вещества?

Без использования микроскопа можно установить следующие свойства соли: Слайд 14

С помощью микроскопа можно увидеть, что крупинки соли имеют форму кристаллов – в основном они напоминают кубы.

б) Рассмотрите с помощью микроскопа другие образцы твердых веществ.

4. Опишите, что вы увидели с помощью микроскопа.

5. Какие признаки отличия в строении твердых веществ вы можете назвать после изучения образцов с помощью микроскопа?

Гипотеза. А теперь попробуйте предположить, какими свойствами из вышеперечисленных может обладать почва и из чего она состоит? А как это можно доказать? (Провести опыты)

Слайд 15 Опыт №1.(Проводят дети)

Возьмем стакан с водой и опустим туда комочек почвы. Что вы видите? (Из почвы выходят пузырьки воздуха.)

Какой вывод можно сделать? (В почве есть воздух.)

Опыт №2. (Проводят дети)

Возьмем бумажную салфетку и насыпаем на нее немного почвы, сожмем салфетку. Что вы видите? (На бумажной салфетке осталось небольшое влажное пятно.)

Какой вывод можно сделать? (В почве есть вода.)

Опыт №3. (Проводит учитель)

Высушенный комочек почвы положим на металлическую пластину и нагреем в спиртовке. Что вы видите и чувствуете? (Над почвой появился дым. Чувствуем неприятный запах.)

Поместим на пластину стебельки растений и нагреем на спиртовке. Результат тот же. Это сгорает перегной, который образуется из остатков растений и животных. Именно перегной дает почве темный цвет. Плодородие почвы определяется наличием в ней перегноя.

Какой вывод можно сделать? (В почве есть перегной.)

А теперь рассмотрим почву с помощью интерактивного микроскопа ProSkope HR. Медленно приблизим к почве микроскоп на такое расстояние, при котором изображение будет наиболее четким. Удалось ли вам рассмотреть с помощью микроскопа что-то новое в составе почвы? Можно увидеть различных кровососущих членистоногих: комаров, клещей, мух и др. (Эта часть работы может быть проведена в виде демонстрации. При этом соответствующее изображение проецируется на экран компьютера или на большой экран)

Слайд 16 Опыт №4. (Проводит учитель)

Высыпаем остаток прогретой почвы в стакан с водой, размешаем и дадим отстояться. – Что увидим? (Песок осел на дно, вода сначала была мутной, а потом осела и глина.)

Какой вывод можно сделать? (В почве есть песок и глина.)

Опыт №5. (Проводят дети)

Профильтруем воду, в которой долго находилась почва. Что увидим на фильтре? (Остатки растений, перегной, песок, глину.) Профильтрованную воду нальем на стекло и подержим над спиртовкой.

Что увидим? (Белый налет на стекле.)

Какой вывод можно сделать? (В почве есть минеральные соли.)

В почве есть микробы, без них почва давно бы истощилась и на ней бы ничего не росло. Микробы – санитары, быстро избавляют нас от останков погибших растений и животных. Гнилостные бактерии образуют в почве лучшее удобрение, благодаря которому растут растения.

Опыт №6. (Проводит учитель)

Эксперимент “Температура почвы”. Используется компьютер с установленной программой LoggepLite; датчик температуры Go!Temp (-20 0 С-110 0 С). Содержание эксперимента: решение проблемной задачи: как в замерзшей почве живут мелкие животные, насекомые?

Итак, мы узнали, что в почве есть воздух. А для чего он нужен? (Воздухом дышат корни растений, мелкие животные)

А теперь мы измерим температуру почвы. Кто может сказать какая она? (Дети делают прогноз температуры и рисуют на доске свой прогноз.)

А как ее можно измерить более точно? Опускаем щуп в емкость с почвой комнатной температуры и в таблице на экране монитора фиксируем значение. (Дети сравнивают данные с датчиков и свой прогноз.)

Затем опускаем щуп в другую емкость, в которой находится замерзшая почва (дети об этом не знают), и опять фиксируем данные.

Что вас удивило? Почему так произошло? (На графике отображаются разными цветами три разных показателя температуры почвы). А как тогда в такой замерзшей почве живут мелкие животные?

(Эта часть работы может быть проведена в виде демонстрации. При этом соответствующее изображение проецируется на экран компьютера или на большой экран)

V.Физминутка. Слайд 17

VI. Самостоятельная работа. Задание № 21, с. 14. Слайд 18

Учащиеся составляют схему “Состав почвы”. Проверка по слайду.

С тех пор, как появились живые существа, идёт непрерывный процесс образования почвы. За 100 лет её слой увеличивается только на 1 см.

А сейчас я предлагаю посмотреть на данный слайд. Как вы можете объяснить этот рисунок? (В тёмной почве растут крепкие растения, в серой земле – слабые.)

А почему так происходит? В тёмной почве содержится больше питательных веществ. А если этих веществ много, то почва обладает главным свойством земли – плодородием. Цветущие растения, богатый урожай – вот результат плодородной почвы.

А как вы понимаете это слово – плодородие? Из каких слов оно состоит?

Почему в одних местах почва плодородная, а в других нет? Отчего зависит плодородие почвы? Ответ на этот вопрос мы найдём в энциклопедии.

Назовите факторы, от которых зависит плодородие почвы.

Как вы думаете, в нашей местности плодородная почва или нет? (Да, т. к. у нас болотистая местность.) А знаете ли вы, что воронежский чернозем хранится в парижской Палате Мер и Весов как эталон почвы для земледелия.

Проблемный вопрос.

В одной из книг я прочитала такую фразу:“Живое-мертвое тело”. Как вы думаете, что это такое? Слайд 21

VII. Проверка знаний. Тест

Вы слушаете вопросы, на листочках записываете ответ и ставите предполагаемую отметку. Затем меняемся листочками с соседом и проводим взаимопроверку и оценивание теста.

Верны ли утверждения:

• Растения стали первыми обитателями суши?
• Как называются остатки органических и неорганических веществ, содержащихся в почве. (Перегной.)
• Чем меньше в почве перегноя, тем она плодороднее?
• Под воздействием ветра, воды, температур горы становятся крепче?
• Почва состоит из воды, мусора, воздуха, палочек, оберток от конфет?
• Почва бывает только на суше?
• Как называется верхний рыхлый и плодородный слой земли, покрытый растительностью.
• Какое основное свойство почвы. (Плодородие)
• Как называется самая богатая перегноем почва. (Чернозём)

VIII. Итог урока. Слайд 22

Где в природе мы встречаем почву? - Надо ли ее беречь? - Как?

Можно ли почву назвать живым организмом? Чем отличается почва от песка и глины? (Только почва обладает плодородием.)

Вывод: почва возникает и развивается под воздействием живых организмов, в основном растений. Она играет особую роль в жизни нашей планеты – она переходное звено от неживого к живому.

Ещё в старину наши предки называли землю кормилицей, матушкой. Её брали с собой в далёкие странствия, потому что считали, что она придаёт силы и помогает во всём в чужих краях. Люди всегда бережно относились к земле. Складывали о ней стихи и песни. Давайте же и мы с вами будем любить, ценить землю, заботиться о ней. Тогда она будет радовать нас богатым урожаем, густыми лесами, цветущими полями.

Птице – воздух, рыбе – вода, а человеку – вся земля.

Наш урок подошёл к концу. Скажите, что нового вы узнали? Что вам понравилось в уроке?

IХ. Рефлексия. А теперь возьмите в руки цветные карточки и покажите, если вам легко было выполнять задания, поднимите зеленую карточку, если были затруднения, то желтую, а если очень трудно, то красную

Х. Д/З. Слайд 23 А сейчас я вам предлагаю выбрать себе домашнее задание на следующий урок.

2. Составить кроссворд по теме “Почва”.

3. Подготовить сообщение о почвах нашего края.

4. Подготовить сообщение о том, как повысить плодородность почвы.

5. Подготовить рисунок по теме “Берегите почву”.

Литература.

1. Н.Я. Дмитриева, А.Н. Казаков Окружающий мир: Учебник для 3 класса: В 2 ч. – Самара: Издательство “Учебная литература”: Издательский дом “Федоров”, 2012
2. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Рабочая тетрадь для 3 класса к учебнику “Окружающий мир”. – Самара: Издательство “Учебная литература”: Издательский дом “Федоров”. 2012.
3. Контрольные и проверочные работы. 1-е полугодие. Система Л.В.Занкова/ Сост. С.Г.Яковлева. – 4-е изд., перераб, и доп. – Самара: Издательство “Учебная литература”: Издательский дом “Федоров”, 2012
4. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Методические рекомендации к курсу “Окружающий мир”, 3-4 класс. – Самара: Издательство “Учебная литература”: Издательский дом “Федоров”.2011
5. Васильев Ю.Р. Занимательное природоведение. – Москва, Омега, 2002.
6. Корчагина О.Ю. Природоведение. Справочник для начальной школы. – Москва, 2000.

Интернерт-ресурсы.

Почва - образованный природными и геологическими процессами поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, т. е. пригодный для произрастания различных форм растений.
Именно этот относительно тонкий верхний слой человек использует для выращивания с.-х. культур, имеющих хозяйственное назначение. Для того, чтобы сохранить и повысить плодородие этого тонкого слоя коры, необходимо применять рациональные приемы и средства для обработки почвы, с учетом ее физических и технологических свойств, а также почвенно-климатических условий.

Как образовалась почва?

Почва - уникальное образование, тончайшим слоем устилающее поверхность многих районов нашей планеты. Она является одним из важнейших факторов развития и процветания жизни на Земле - как флоры, так и фауны.
Появление почвы связано с взаимодействием органической и неорганической природы, причем органика является главным образующим звеном, без наличия которого почвообразование невозможно.

Миллионы лет назад Земля представляла собой безжизненную планету, в недрах и на поверхности которой протекали бурные природные и геологические процессы, повлекшие образование различных минералов, воды и атмосферы.
С появлением на планете воды и атмосферы, как утверждают биологи, появились и первые живые организмы - одноклеточные и микроскопические животные и водоросли, довольствовавшиеся неорганической пищей - минералами, солями, газами и другими веществами на молекулярном уровне, растворенными в воде. Они были ничтожно крохотными и практически не влияли на процессы, протекающие в окружающем мире. Тем не менее, именно эти существа положили начало почвообразованию на Земле.

Природно-геологические процессы (извержения вулканов, потоки лавы, ветра, осадки, солнечные лучи и т. п.) подготовили минеральную компоненту почвы - частицы глины, песка, ила и т. п. Отмирающие организмы - вначале микробы, затем и более высокоразвитые - криль, медузы , рыбы, земноводные - оседали на дно водоемов и смешивались с неорганической "кожей" планеты, формируя гумус и жидкие органические компоненты. С отступлением водоемов, а также с началом освоения животными и растениями суши, почвообразование приняло более широкие масштабы.

Так появилась почва - плодородный слой нашей планеты. Вначале формирование почвы протекало очень медленно - ведь органики на Земле было мало, затем, по мере освоения планеты живыми существами, этот процесс стал ускоряться. Тем не менее, и в наше время формирование почвенного слоя даже в самых благоприятных районах - чрезвычайно медленный процесс - за столетие мощность почвенного слоя увеличивается не более чем на два сантиметра.

По утверждению классика агрономии - Юстуса Либиха (1803 – 1873) , почва - главное богатство любого государства, основа процветания и благополучия его граждан. Более того - падение и взлет наций этот немецкий ученый связывает именно с отношением к плодородному слою своей земли.

Свойства почвы

Для того, чтобы правильно обрабатывать и использовать почву для выращивания сельскохозяйственных (далее - с.-х.) культур, а также эффективно использовать с.-х. технику с соблюдением природоохранных требований, следует знать, что представляет собой почва, как таковая, ее свойства и характеристики, влияющие на плодородие, т. е. повышение урожайности.

Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки.
Питательные свойства почвы во многом зависят от минералогического состава ее твердой составляющей, т. е. от первичных горных пород, из которых образована почва в данной местности, а также от количества в ней разложившейся органики - останков произраставших ранее растений и погибших животных. Оба эти фактора напрямую связаны с природно-климатическими условиями в регионе.

Основные физические свойства почвы:
- гранулометрический состав;
- скважность (порозность, пористость);
- плотность (объемная масса, или отношение массы образца к его объему);
- влажность.

Кроме основных свойств, почвы имеют дополнительные свойства:
- твердость;
- фрикционные свойства;
- липкость;
- удельное сопротивление почвы.

Гранулометрический состав - относительное содержание в почве первичных элементарных частиц (механических элементов) различного размера, которые подразделяют на фракции: камни (крупнее 3 мм), гравий (1-3 мм), песок (0,05-1 мм), пыль (0,001-0,05 мм), ил (0,0001-0,001 мм) и коллоидные частицы (менее 0,0001 мм). В основе классификации почв по гранулометрическому составу положено условное разделение элементарных почвенных частиц на две основные фракции: физическую глину (размер частиц менее 0,01 мм), и физический песок (размер частиц более 0,01 мм).

В зависимости от содержания физической глины все виды почвы подразделяют на:
- глинистые (содержание физической глины более 50 %);
- суглинистые (содержание физической глины от 20 до 50 %);
- супесчаные (содержание физической глины от 10 до 20 %);
- песчаные (содержание физической глины менее 10%).

Глинистые почвы хороши для питания растений, но очень тяжелы в обработке, особенно во влажном состоянии. Органика в них разлагается медленно. Глинистые почвы называют тяжелыми почвами.

Песчаные почвы бедны элементами питания растений, плохо удерживают влагу, но очень легки в с.-х. обработке, поэтому их и называют легкими почвами. Органика в легких почвах разлагается быстро.
Наиболее удобными для выращивания с.-х. культур считаются суглинистые и супесчаные почвы, поскольку они легки в обработке, содержат достаточно большое количество питательных веществ, неплохо удерживают влагу, т. е. обладают хорошим плодородием.

Еще одно важное качество почвы - структурность .
Различают песчаные бесструктурные почвы, глинистые почвы со сплошной структурой и почвы с агрегатной структурой, т. е. состоящие из почвенных комочков, образованных склеиванием мелких частиц и элементов. Структурные агрегатные почвы (с максимальным содержанием комочков величиной 0,25 - 7 мм) считаются наиболее благоприятными для с.-х. земледелия, поскольку обеспечивают хорошее питание, воздушный и водный режимы растениям.

Скважность почвы (пористость, порозность) – отношение объема пустот в образце почвы к общему объему этого образца и выражается в процентах. Скважность почвы зависит от размеров почвенных частиц, и составляет для песчаных и супесчаных почв - 40-50%, для глинистых и суглинистых почв - 50-60 %, для торфяников - 80-90 %.

Плотность почвы - отношение массы почвенного образца к его объему, причем образец берется без нарушения естественного сложения почвы (без разрыхления, уплотнения и т. п.).
Плотность почвы напрямую зависит от ее гранулометрического состава и скважности. Чем пористей и рыхлей почва - тем выше ее плодородные свойства и ниже плотность. Обычно плотность различных почв варьирует в пределах от 0,9 до 1,8 г/см3. Для разных видов с.-х. культур существует наиболее оптимальная плотность почв, например:
- зерновые колосовые культуры - 1,1 - 1,3 г/см3;
- картофель и подсолнечник - 1,0 - 1,2 г/см3;
- сахарная свекла - 1,1 - 1,5 г/см3 и т. д.

Влажность почвы - характеризуется наличием в ее составе воды, как в связанном, так и в свободном состоянии. На технологические свойства почвы (в т. ч. липкость, пластичность) влияет только свободная вода, доступная корням растений. При оптимальном количестве влаги в почве она легко крошится на частицы, и для ее обработки необходим минимум затрат энергии. Такое состояние почвы называют ее физической спелостью.

Влажность почвы оценивают по абсолютной составляющей и относительной составляющей.
Абсолютная влажность - соотношение между сухой составляющей почвы и влагой, содержащейся в ней (в %).
Относительная влажность - соотношение между абсолютной влажностью образца почвы и максимальной влагоемкостью этого образца, т. е. до предела насыщенного водой (в %).
Физическая спелость почвы наступает при абсолютной влажности 15-30 % и относительной влажности - 40-70 %.

Твердость почвы - ее способность сопротивляться смятию. Обычно твердость измеряют специальным прибором - твердомером, имеющим плунжер-конус, вдавливаемый в образец почвы. Полученный отпечаток измеряют и по формулам определяют твердость образца в н/см2. Фрикционные свойства почвы - качественная характеристика, выражающаяся в трении почвы о поверхность рабочих органов машин при обработке или внутреннем трении между слоями почвы.

Липкость почвы - способность частиц почвы склеиваться и прилипать к различным предметам, в т. ч. и к рабочим органам машин. Липкость, в основном, зависит от гранулометрического состава почвы и ее влажности, а также материала рабочего органа машины. Повышенная липкость существенно снижает качество обработки почвы и повышает тяговое усилие при обработке, что сказывается на повышении затрат.

Удельное сопротивление почвы - усилие, необходимое для обработки (например, вспашки) единицы площади поперечного сечения пласта. По затрачиваемому усилию почвы подразделяют на тяжелые, среднетяжелые, средние и легкие.

Небольшой видеоролик рассказывает о том, что такое почва, как она образуется и какие типы почвы встречаются в нашей стране. Фильм предназначен для школьников, однако будет интересен и тем, кто изучает основы агрономии.
Важно : для просмотра фильма необходимо, чтобы на вашем компьютере была установлена программа просмотра видеоматериалов из Интернета Adobe Flash Player (если у вас ее нет, можно бесплатно скачать ), ну и, конечно же, достаточная скорость.

Введение………………………………………………………..…………………3

1. Почва……………………………………………………………………………4

2. Виды почв………………………………………………………………………5

3. Состав и свойства почвы………………………………………………………6

4. Общие физические свойства почвы………………………………………….11

4.1 Водные свойства почв………………………………………………………13

4.2 Тепловые свойства почв…………………………………………………….16

4.3 Физико-механические свойства…………………………………………….18

4.4 Воздушные свойства почв…………………………………………………..20

5. Гумусность………………………………………………………………….....22

6. Плодородие почвы………………………………………………………...…..23

7. Виды плодородия почв…………………………………………………..…...25

8. Факторы, лимитирующие плодородие почвы………………………………26

9. Воспроизводство плодородия почв…………………………………………28

Заключение………………………………………………………..……………..32

Список используемой литературы……………………………………………..34

Перечень принятых терминов………………………..…………………………..35

Введение

Первое научное определение почвы дал В.В. Докучаев: «Почвой следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых». Он установил, что все почвы на земной поверхности образуются путем «чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительности и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и, наконец, возраста страны». Эти идеи В.В. Докучаева получили дальнейшее развитие в представлениях о почве как о биоминеральной («биокосной») динамической системе, находящейся в постоянном материальном и энергетическом взаимодействии с внешней средой и частично замкнутой через биологический круговорот.

Развитие учения о плодородии почв связано с именем В.Р. Вильямса. Он детально исследовал формирование и развитие плодородия почвы в ходе природного почвообразования, рассмотрел условия проявления плодородия в зависимости от ряда свойств почвы, а также сформулировал основные положения об общих принципах повышения плодородия почв при их использовании в сельскохозяйственном производстве.

Цель: Изучить общие физические свойства почвы и их роль в плодородии почв

1.Показать значение почвы для растений и живых организмов

2.Выделить основное свойство почвы – плодородие

3.Воспитать бережное отношение к природе в целом

4.Познакомится с процессом образования почвы

5.Изучение видов плодородие почв

6.Изучить роль гумуса для плодородие почв

Почва

Почва– самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования – воды и минеральных веществ.

Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Роль почвы в хозяйстве человека огромна. Изучение почв необходимо не только для сельскохозяйственных целей, но и для развития лесного хозяйства, инженерно-строительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон в городском хозяйстве, экологического мониторинга и пр.

Виды почв

Подзолистая почва образовывается под пологом леса хвойного, на котором незначительная травянистая растительность. В почве находиться небольшой запас гумуса (0,7 – 1,5 %). У верхнего слоя (гумусовый) толщина составляет от 2 до 15 см. Глубже бесструктурный, подзолистый белесый, малоплодородный слой, толщина у которого от 2 до 30 см.

Дерново – подзолистая почва . Является более плодородным видом.

У этой почвы гумусовый слой в 15 – 18 см, под которой малоплодородный другой слой. Гумус содержится 1,5 – 1,8 %. Имеет пылящую и легко разрушаемую комковатую структуру. У почвы раствора кислая реакция.

Торфяная (болотная) почва . Образовывается на переувлажненной почве. У торфяных почв два вида: верховые и низинные, у которых друг от друга большие отличия. Верховые торфяники образовываются на повышенных участках, которые переувлажнены мягкими грунтовыми водами и атмосферными осадками. Растут на нем багульник, клюква, голубика, мох.

Пойменные почвы. Располагаются у рек, для овощеводства считаются лучшими. В их составе содержится небольшое количество гумуса, но обладает мощной перегнойной возможностью и прочной зернистой структурой. Ее недостатком является то, что на пониженных участках происходит застаивание холодного воздуха, в весеннем периоде это особенно вредно. У пойменной почвы кислотность различная. По своему составу почва делятся на глинистую, суглинистую, песчаную и супесчаную.

Глинистая почва состоит из глинистых, мелких частиц, проходимость воздуха и воды очень плохая. После дождей происходит быстрое уплотнение, путем образования корки на поверхности.

Суглинистая почва состоит из крупных песчаных и мелких глинистых частиц. Такая почва является более плодородной, чем глинистая, в ней хорошо удерживается влага накопленная зимой и весной. В годы с недостаточным количеством осадков, меньше страдает от засухи.

Песчаная почва состоит из более крупных частиц. В ней происходит быстрое вымывание питательных веществ. Такая почва легко пропускает воду. Песчаная почва имеет низкую плодородность, но подсыхает и прогревается весной быстро. Посадка и посев осуществляется на большой глубине.

Супесчаная почва состоит преимущественно из крупных частиц, содержание глинистых веществ около 20%. По сравнению с песчаной, в такой почве немного лучше удерживается вода. Отличительной чертой является низкое плодородие. В супесчаной почве мало накапливается гумус и быстро идет процесс разложения органических веществ.

Состав и свойства почвы

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействий, живых микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие почвы, т.е. способность обеспечить рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе и поддерживает газовый состав атмосферы.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почв, но в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов то верхних горизонтов почвы к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних и горизонтов к верхним. В твердой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместо с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, - более тонкие. Рыхлость сложения почвы обусловливают состава ее твердой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы, измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см). Основную массу почв составляет обычно мелкозем - частицы менее 1 мм

Твердые частицы в естественном залегании заполняются не весь объем почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры - промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. Суммарный объем пор называется пористостью почвы. Для большинства минеральных почв эта величина варьирует в пределах от 40 до 60%. В органогенных (торфяных) почвах она возрастает до 90%, в заболоченных, оглеенных, минеральных - уменьшается до 27%. От пористости зависят водные составы почвы (водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость) и плотность почвы. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывность меняется вследствие поступления в почву атмосферу осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также расхода влаги - почвенного стока, испарения (отсасывание корнями растений) и др.

Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и почвенный режим почвы. Чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен (особенно О2 и СО2) между почвой и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее - процессы восстановления. В порах также обитают почвенные микроорганизмы. Плотность почвы (или объемная масса) в ненарушенном сложении определяется пористостью и средней плотностью твердой фазы. Плотность минеральных почв от 1 до 1,6 г/см 3 , реже 1,8г/см 3 , заболоченных оглеенных - до 2 г/см 3 , торфяных - 0,1-0,2 г/см 2 .

С дисперсностью сопряжена большая суммарная поверхность твердых частиц: 3-5 м 2 /г у песчаных почв, 30-150 м 2 /г у супесчаных, до 300-400 м 2 /г у глинистых. Благодаря этому почвенные частицы, особенно коллоидная и илистая фракции, обладают поверхностной энергией, которая проявляется в поглотительной способности почвы и буферности почвы.

Минеральный состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные почвы почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Сu, Mo, I, B, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество СаСО3 (особенно если почвы образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей - СаSO4 и др. более легко растворимые соли; почвы влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Одна реакция этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста почвы, особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются почвы более богатые Al, Fe, щелочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава - Si. Во влажны тропиках на молодой коре выветривания почв значительно беднее окисями железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с почвой умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твердой части почвы незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.

В состав твердой части почвы входит органическое вещество, основная (80 - 90%) часть которого представлена сложным комплектом из гумусовых веществ, или гумуса. Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.д. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в почве содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая теоретическая структура почвы во многом определяет ее физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо - минеральные соединения представлены солями, глинисто - гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в почву.

Жидкая часть, т.е. почвенный раствор, - активный компонент почвы, осуществляющий перенос веществ внутри нее, вынос из почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания. Обычно содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.

Газовая часть или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, O2, CO2, летучие органические соединения и пр., постоянны и определяются характером множества протекающих в почве химических, биохимических процессов. Например количество СО2 в почвенном воздухе существенно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии СО2 из почвы в атмосферу и О2 в противоположном направлении.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представлений многих групп беспозвоночных животных - простейших, червей, моллюсков, насекомых и их роющих позвоночных и др. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам - важнейшим компонентам биосферы.

Химический состав почвы оказывает влияние на состояние здоровья человека через воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических элементов в почве бывает столь велик, что приводит к нарушению обмена веществ, вызывает или способствует развитию серьезных заболеваний. Так, широко распространенное заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. При высоком содержании фтора (свыше 1,2 мг/л) нередко возникают заболевания костной системы (флюароз).

Почва представляет собой сложную природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения эти соединения переходят в формы, доступные для усвоения растениями. Они частично входят в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерных круговорот химических элементов в системе "почва - растения - (животные - микроорганизмы) - почва". Этот круговорот В.Р. Вильямс назвал малым, или биологическим. Благодаря малому круговороту веществ в почве постоянно поддерживается плодородие. В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. Из - за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится малоплодородной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека. Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к повышению их плодородия, в других - к ухудшению, деградации и гибели.

Общие физические свойства почвы.

Среди физических свойств почвы различают ее общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Физические свойства влияют на характер почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений.

К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.

Плотностью почвы называют массу единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженную в граммах на кубический сантиметр. Плотность почвы, г/см 3 , вычисляют по формуле

d v = m/V.

где m - масса абсолютно сухой почвы, г; V - объем, занимаемый образцом почвы, см 3 .

Плотность почвы зависит от гранулометрического и минералогического составов, структуры, содержания гумуса и обработки. После обработки почва вначале бывает рыхлой, а затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность мало изменяется до следующей обработки. Самую низкую плотность имеют верхние гумусированные и оструктуренные горизонты. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность почвы составляет 1,0... 1,2 г/см 3 .

Плотность твердой фазы почвы - это масса сухой почвы в единице объема твердой фазы почвы без пор. Ее вычисляют, г/см 3 , по формуле

d = m/V s .

где m - масса сухой почвы, г; V s - объем, см 3 .

В малогумусных почвах и в нижних минеральных горизонтах плотность твердой фазы составляет 2,6...2,8 г/см 3 . С увеличением содержания гумуса плотность твердой фазы уменьшается до 2,4...2,5 г/см 3 , а в торфяных почвах - до 1,4...1,8 г/см 3 . Плотность твердой фазы используют для расчета пористости почвы.

От плотности почвы зависят поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов и развитие корневых систем растений.

Пористость (скважность) почвы - это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Пористость (общую) вычисляют по показателям плотности почвы и плотности твердой фазы и выражают в процентах к общему объему почвы:

P общ. =(1-d v /d)100

где d v - плотность почвы, г/см 3 ; d - плотность твердой фазы почвы, г/см 3 .

Пористость зависит от гранулометрического состава, структурности, содержания органического вещества. В пахотных почвах пористость обусловлена обработкой и приемами окультуривания. При любом рыхлении почвы пористость увеличивается, а при уплотнении уменьшается. Чем структурнее почва, тем больше общая пористость.

Размеры пор, в совокупности образующих общую пористость почвы, варьируют от тончайших капилляров до более крупных промежутков, которые не обладают капиллярными свойствами. Поэтому наряду с общей пористостью различают еще капиллярную и некапиллярную пористость почвы. Капиллярная пористость характерна для ненарушенных суглинистых почв, а некапиллярная - для структурных и рыхлых почв.

Поры могут быть заполнены водой или воздухом. Капиллярные поры обеспечивают водоудерживающую способность почвы, от них зависит запас доступной для растений влаги. Некапиллярные поры увеличивают водопроницаемость и воздухообмен. Устойчивый запас влаги в почве при одновременном хорошем воздухообмене создается в том случае, когда некапиллярная пористость составляет 55...65 % общей пористости. В зависимости от общей пористости в вегетационный период для суглинистых и глинистых почв дают качественную оценку пористости почв. Далее приведена качественная оценка пористости почв по Н. А. Качинскому.

Пористость почвы обеспечивает передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъемную способность, влагоемкость и воздухоемкость. По общей пористости можно судить о степени уплотнения пахотного слоя почвы. От пористости в значительной степени зависит плодородие почв.

4.1 Водные свойства почв. К важнейшим водным свойствам почв относятся водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость почв.

Водопроницаемость - это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Впитывание происходит при поступлении воды в почву, ненасыщенную водой, а фильтрация начинается тогда, когда большая часть пор почвы заполняется водой. В первый период поступления воды в почву водопроницаемость высокая, затем постепенно уменьшается и к моменту полного насыщения (к началу фильтрации) становится почти постоянной. Впитывание воды обусловлено сорбционными и капиллярными силами, фильтрация - силами тяжести.

От водопроницаемости зависит степень использования водных ресурсов. При слабой водопроницаемости часть атмосферных осадков или оросительной воды стекает по поверхности, что приводит не только к непродуктивному расходованию влаги, но может вызывать эрозию почвы. Хорошо водопроницаемыми считаются почвы, в которых вода в течение первого часа проникает на глубину до 15 см. В средневодопроницаемых почвах вода за первый час проходит от 5 до 15 см, а в слабоводопроницаемых - до 5 см. Наибольшая водопроницаемость характерна для песчаных, также хорошо оструктуренных почв, низкая - для глинистых и бесструктурных плотных почв. Водопроницаемость зависит и от состава поглощенных катионов: натрий уменьшает водопроницаемость, а кальций, наоборот, увеличивает.

Водоподъемная способность - свойство почвы поднимать воду по капиллярам. Вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение. Чем тоньше капилляр, тем более вогнут мениск и соответственно выше водоподъемная способность. Самым высоким капиллярным подъемом обладают суглинистые почвы (3...6 м). В песчаных почвах поры крупные, поэтому высота капиллярного подъема в 3...5 раз меньше, чем в суглинистых, и обычно не превышает 0,5...0,7 м. В плотных глинистых почвах этот показатель уменьшается из-за того, что очень тонкие поры заполнены связанной водой.

Скорость капиллярного подъема зависит от размера капилляров и вязкости воды, обусловливаемой ее температурой. В крупных порах вода поднимается быстрее, но достигает небольшой высоты. С уменьшением радиуса капилляров скорость уменьшается, а высота подъема возрастает. С повышением температуры уменьшается вязкость воды, поэтому скорость ее капиллярного поднятия повышается. Растворенные в воде соли оказывают значительное влияние на скорость капиллярного подъема. Минерализованные грунтовые воды в отличие от пресных поднимаются к поверхности по капиллярам с большей скоростью. Засоленные грунтовые воды при их капиллярном подъеме часто приводят к засолению почв.

Влагоемкость - способность почвы удерживать воду. В зависимости от водоудерживающих сил различают максимальную адсорбционную, капиллярную, предельно-полевую и полную влагоемкости.

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) - это наибольшее недоступное растениям количество влаги, которое прочно удерживается молекулярными силами почвы (адсорбцией). Она зависит от суммарной поверхности частиц, а также от содержания гумуса: чем больше в почве илистых частиц и гумуса, тем выше максимальная адсорбционная влагоемкость.

Капиллярная влагоемкость (KB) - количество воды, которое удерживается в почве при заполнении капиллярных пор над уровнем грунтовых вод. Капиллярная влагоемкость зависит от высоты над зеркалом грунтовых вод. Вблизи грунтовых вод она наибольшая, а с поднятием к поверхности уменьшается.

Предельно-полевая влагоемкость (ППВ) - количество воды, которое удерживается в полевых условиях после полного увлажнения почвы с поверхности и свободного стекания избыточной воды. Грунтовые воды в этом случае не оказывают влияния на влажность почвы . Предельно-полевая влагоемкость зависит от гранулометрического состава, плотности и пористости почвы. Она соответствует количеству капиллярно-подвешенной воды. Синоним предельно-полевой влагоемкости - наименьшая влагоемкость (НВ).

Полной влагоемкостью (ПВ) называют такое состояние влажности почвы, когда все поры заполнены водой. Полная влагоемкость наблюдается над водоупорными горизонтами, на которых находятся грунтовые воды. В условиях полного насыщения почвы водой отсутствует аэрация, что затрудняет дыхание корней растений.

Влажность почвы подразделяют на абсолютную и относительную.

Абсолютная влажность - это общее количество воды в почве, выраженное в процентах по отношению к массе почвы.

Относительная влажность - отношение абсолютной влажности данной почвы к ее предельно-полевой влагоемкости.

По относительной и абсолютной влажности почвы определяют доступность почвенной влаги культурным растениям.

Влажность завядания растений - влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, то есть это нижний предел доступности растениям влаги. Зная абсолютную влажность и влажность завядания растений, можно рассчитать запас продуктивной влаги.

Продуктивная (активная) влага - количество воды сверх влажности завядания, используемое растениями для создания урожая. Так, если абсолютная влажность данной почвы в пахотном слое составляет 43 %, а влажность завядания - 13 %, то запас продуктивной влаги равняется 30 %.

Для удобства определения количество продуктивной влаги выражают в миллиметрах водяного столба. В таком виде продуктивную влагу легче сопоставлять с количеством осадков. Каждый миллиметр воды на площади 1 га соответствует 10 т воды.

4.2 Тепловые свойства почв. К основным тепловым свойствам почвы относят теплопоглотительную способность, теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглотительная способность - свойство почвы поглощать лучистую энергию Солнца. Показатель теплопоглотительной способности связан с величиной альбедо.

Альбедо - это отношение отраженной радиации к суммарной, поступающей на Землю, выраженное в процентах. Чем меньше альбедо, тем больше почва поглощает солнечной радиации. Этот показатель зависит от цвета почвы, влажности, структуры, содержания гумуса и гранулометрического состава. Высокогумусированные почвы имеют темную окраску, поэтому они поглощают лучистой энергии на 10... 15 % больше, чем малогумусированные. По сравнению с песчаными почвами глинистые характеризуются высокой теплопоглотительной способностью . Сухие почвы отражают лучистую энергию на 5... 11 % больше, чем влажные.

Теплоемкость - способность почвы удерживать тепло. Различают удельную и объемную теплоемкость почвы.

Удельная теплоемкость - количество тепла, необходимое для нагревания 1 г сухой почвы на 1 °С (Дж/г на 1 °С).

Объемная теплоемкость - количество тепла, затрачиваемое для нагревания 1 см 3 сухой почвы на 1 °С (Дж/см 3 на 1 °С).

Теплоемкость почвы зависит от минералогического и гранулометрического составов, а также от содержания в ней воды и органического вещества.

Для сухих почв небольшой интервал колебания теплоемкости - 0,170...0,200. При увлажнении теплоемкость песчаных почв возрастает до 0,700, глинистых - 0,824, торфянистых - до 0,900. Песчаные и супесчаные почвы менее влагоемки, поэтому быстрее прогреваются и их называют «теплыми». Глинистые почвы содержат больше воды, на нагревание которой требуется много тепла, вследствие чего их называют «холодными».

Теплопроводность - способность почвы проводить тепло. Она измеряется количеством тепла в джоулях, которое проходит в 1 с через 1 см 3 почвы. Теплопроводность основных частей почвы сильно варьирует. Так, теплопроводность кварца составляет 0,00984; гранита - 0,03362; воды - 0,00557; воздуха - 0,00025 Дж см 3 /с.

Поскольку тепло в почве передается в основном через твердые частицы, воду и воздух, а также при контакте частиц между собой, то теплопроводность в значительной степени зависит от минералогического и гранулометрического составов, влажности, содержания воздуха и плотности почвы. Чем крупнее механические элементы, тем больше теплопроводность. Так, теплопроводность крупнозернистого песка при одинаковой пористости и влажности в два раза больше, чем крупнопылеватой фракции. По теплопроводности твердая фаза почвы примерно в 100 раз превышает воздух, поэтому рыхлая почва имеет более низкий коэффициент теплопроводности, чем плотная.

4.3 Физико-механические свойства. К наиболее важным физико-механическим свойствам почвы относят пластичность, липкость, набухание, усадку, связность, твердость и удельное сопротивление (сопротивление при обработке). От этих свойств зависят условия обработки почвы, работа посевных и уборочных агрегатов.

Пластичность и липкость почвы обусловлены наличием в ней глинистых частиц и воды.

Пластичность - это способность почвы изменять свою форму под влиянием силы без нарушения сложения и сохранять ее после устранения этой силы. Чем больше в почве илистых частиц, тем сильнее выражена ее пластичность. Наибольшая пластичность характерна для глинистых почв. У песчаных почв пластичность отсутствует. Пластичность зависит также от состава поглощенных катионов и содержания гумуса. Так, при значительном содержании в почве поглощенных катионов натрия ее пластичность увеличивается, а при насыщении кальцием - уменьшается. С увеличением содержания гумуса пластичность почвы уменьшается.
Липкость находится в непосредственной связи с пластичностью и также обусловлена наличием в почве глинистых частиц и воды. Сухие почвы не обладают липкостью. По мере увлажнения примерно до 80 % наименьшей влагоемкости липкость повышается, а затем начинает уменьшаться.

Липкость определяется силой, которая требуется для отрыва металлической пластинки от почвы, и выражается в граммах на квадратный сантиметр. По липкости почвы подразделяют на предельно вязкие (>15 г/см 2), сильновязкие (5... 15), средневязкие (2...5) и слабовязкие (<2г/см 2). Наибольшую липкость имеют глинистые почвы, наименьшую - песчаные. Почвы высокогуму-сированные и структурные не имеют липкости даже при увлажнении до 30...35 %. С липкостью связана физическая спелость почвы, то есть состояние влажности, при котором почва хорошо крошится на комки, не прилипая к орудиям обработки. Весной в первую очередь поспевают к обработке песчаные и супесчаные почвы, а при одинаковом гранулометрическом составе - более гумусированные.

Набухание - это увеличение объема почвы при увлажнении. Наиболее набухаемы глинистые почвы с высоким содержанием коллоидов, на поверхности которых происходит сорбция влаги. Песчаные почвы с очень низким содержанием коллоидов совсем не набухают. Обменные катионы натрия сильно повышают набухаемость почв, поэтому солонцы отличаются высокой набухаемостью. При значительной набухаемости разрушается почвенная структура.

Усадка - процесс, обратный набуханию. При высыхании почвы образуются трещины, разрываются корни растений, повышаются потери влаги за счет испарения. Чем больше набухаемость почвы, тем сильнее ее усадка.

Связность - это способность почвы оказывать сопротивление внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Связность выражают в граммах на квадратный сантиметр. Наибольшую связность в сухом состоянии имеют глинистые бесструктурные почвы, наименьшую - песчаные. При оструктуривании глинистых и суглинистых почв резко снижается их связность.

Твердость - способность почвы сопротивляться сжатию и расклиниванию. Твердость и связность зависят от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава обменных катионов, структурности и степени увлажнения. Почвы с высоким содержанием гумуса, насыщенные кальцием и имеющие хорошую комковато-зернистую структуру, не обладают высокой твердостью и связностью. На их обработку требуется меньше энергозатрат.

Удельное сопротивление - это усилие, которое затрачивается на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность плуга. Оно характеризуется сопротивлением почвы в килограммах, приходящимся на 1 см 2 поперечного сечения пласта почвы, поднимаемого плугом. Удельное сопротивление зависит от физико-механических свойств почвы и колеблется в пределах 0,2...1,2 кг/см 2 .

Для улучшения физических и физико-механических свойств почвы применяют комплекс мероприятий: внесение органических удобрений, возделывание многолетних трав, посев сидератов, выбор сроков и приемов обработки почвы в зависимости от состояния ее влажности. При известковании кислых почв и гипсовании щелочных изменяется состав поглощенных катионов и улучшаются физико-механические свойства. Этому способствуют также мероприятия, снижающие уплотнение почвы машинами (минимизация обработок, глубокое рыхление и др.).

4.4 Воздушные свойства почв. Почва – пористое тело, в котором практически постоянно в тех или иных количествах присутствует воздух. Он обычно состоит из смеси газов и заполняет свободные от воды поры почв. Источниками почвенного воздуха является атмосферный воздух и газы, образующиеся в самой почве.

Большинство растений не может существовать без постоянного притока кислорода к корням и выведения углекислого газа из почвы – должен быть постоянный обмен с атмосферным воздухом. Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называют газообменом, или аэрацией .

При недостатке кислорода и избытке углекислого газа в почвенном воздухе развитие растений угнетается, снижается усвоение веществ питания, воды, замедляется рост корней. Отсутствие кислорода ведет к гибели растений. Все это обусловливает необходимость постоянной аэрации почв. Почвенный воздух может находиться в различных состояниях – свободном, адсорбированным поверхностью почвенных частичек и растворенном в жидкой фазе почвы . Большое значение почвы в аэрации имеет свободный почвенный воздух. Он обычно находится в некапиллярных и капиллярных порах, обладает подвижностью и может обмениваться с атмосферным воздухом.

По составу почвенный воздух отличается от атмосферного меньшим содержанием кислорода и большим углекислого газа.

Кроме трех основных газов (N2, О2, СО2) в почвенном воздухе находятся в незначительных количествах СН4, Н2 и др.

На протяжении вегетационного периода состав почвенного воздуха постоянно меняется в результате деятельности микроорганизмов, дыхания растений и газообмена с атмосферой. В пахотных, хорошо аэрируемых почвах с благоприятными физическими свойствами содержание СО2 в почвенном воздухе на протяжении вегетации не превышает 1–2 % , а содержание О2 не бывает ниже 18 %.

Главные факторы, влияющие на газообмен – диффузия, изменение температуры почвы, барометрического давления, влажность почвы, ветер. Все эти факторы действуют в природных условиях совокупно, но основным необходимо считать диффузию. В результате ее происходит перемещение газов в соответствии с их парциальным давлением.

Состояние газообмена определяется воздушными свойствами почв. К ним относят воздухопроницаемость и воздухоемкость .

Почва - это особое природное образование, которое служит основным ресурсом для развития сельского хозяйства любой страны. Каковы основные факторы образования почв, и какие их виды существуют?

Что такое почва?

В. И. Даль в своем словаре указывает генезис данного термина от древнерусского слова почивать (лежать). Что такое почва в научном контексте?

Почва (или грунт) - это специфическое природное образование, верхний слой твердой оболочки планеты (литосферы), который отличается системной структурой. Изучением этого уникального природного тела занимается отдельная наука - почвоведение. Отцом данной дисциплины можно считать великого русского исследователя Василия Докучаева. Во второй половине XIX века именно он приложил много усилий для того, чтобы максимально точно ответить на вопрос: "Что такое почва?"

Сложно представить себе, чтобы на несколько десятков километров простиралась одна почва, с одинаковыми свойствами. Ученые выделяют несколько видов грунтов, каждый из которых имеет свой набор особенностей. Однако любой из них формируется под влиянием двух основных процессов:

1. Выветривание горных пород.
2. Деятельность живых организмов.

Структура почвы

Внутренняя структура любого грунта включает в себя несколько компонентов. Это:

• минеральная часть (материнская порода);
• органическая часть (или гумус);
• вода;
• почвенный воздух;
• живые организмы;
• новообразования и включения.

Именно гумус определяет ключевое свойство почвы - её плодородие. Не следует полагать, что грунт - образование исключительно "мертвое" и абиотическое. В нем проживает множество живых организмов - от бактерий до клещей и дождевых червей. В почвенной среде обитают даже представители семейства Млекопитающие (к примеру, крот).

Свойства и значение в природе

Невозможно правильно ответить на вопрос, что такое почва, не рассказав о её основных свойствах. Не менее важно знать и о её роли в природе и жизни человека.

Итак, основные свойства почвы - это:

• водопроницаемость (почва - это пористое образование, которое хорошо пропускает воду, однако это свойство зависит от структуры и механического состава конкретного грунта);
• влагоемкость (с другой стороны, почва способна и удерживать определенное количество влаги, питая тем самым корни растений);
• водоотдача (способность почвы поднимать воду вверх по грунтовым порам).

Однако самым главным (и уникальным) свойством этого природного образования является её плодородие - способность насыщать корни растений питательными веществами и водой, что, в свою очередь, обеспечивает их жизнедеятельность. С помощью рациональных методов обработки земель человек может повышать плодородность той или иной почвы.

Роль и место почвы в природе сложно переоценить. Ведь она, по сути, является именно тем "мостиком", который обеспечивает взаимодействие всех четырех оболочек Земли - литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

Процесс почвообразования

Как уже говорилось выше, грунт образуется в результате двух процессов: выветривания горной породы и жизнедеятельности организмов.

К факторам почвообразования можно отнести следующие:

• климатические особенности региона;
• рельеф;
• материнская горная порода;
• биота (растения и животные);
• деятельность человека.

Однако главным фактором почвообразования выступает именно климат территории. Он влияет не только на формирование грунтов, но и на их распределение по территории планеты (широтная зональность почв).

Климатические процессы влияют на формирование почвы непосредственно, определяя во многом её режим и структуру, а также косвенно (посредством растительности и животных организмов).

Основные типы и зоны почвы

Грунты, как и многие другие компоненты природы, подвержены географической (широтной) зональности. Так, можно выделить следующие (основные) почвы:

1. Краснозём и желтозём - типы грунтов, формирующиеся в субтропическом и тропическом климате, в условиях повышенной увлажненности.
2. Подзолистые почвы - бедные грунты, которые формируются под хвойными и смешанными лесами. Эти почвы распространены в умеренных широтах Европы и Северной Америки.
3. Серо-бурые почвы - особый тип грунтов, который формируется под пустынями и полупустынями. Отличаются большой засоленностью, распространены в Центральной Азии.
4. Чернозём - самый плодородный тип почв. Сформировался в степной и лесостепной зоне Евразии и Америки.

В зависимости от минерального состава и структуры, почва также может быть: глинистой, песчаной, каменистой, песчано-глинистой и т. п.

Глинистая почва содержит в своем составе около 40-60% глины. Она отличается специфическими свойствами: вязкостью, сыростью и пластичностью. Водопроницаемость такого грунта обычно не очень высокая. Именно поэтому глинистая почва крайне редко бывает полностью сухой.

Заключение

Почва - это особенное природное тело, с определенными свойствами и структурой. Однако главной, ключевой особенностью является её плодородность. Свойства почвы обуславливают очень важное её место в географической оболочке. Ведь именно она обеспечивает взаимодействие всех её структурных элементов. К тому же это важный экономический ресурс, от которого зависит продовольственная безопасность любой страны мира.

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
школа – интернат №1 основного общего образования
г.о.Чапаевск
Открытый урок
по окружающему миру
в 3 «Б» классе
Тема: «Почва. Свойства почвы»
Составила
учитель первой категории
Коваль Елена Александровна
2014 год
Тип урока: урок-исследование
Цель: сформировать у младших школьников представления о почве, как о верхнем плодородном слое земли, о её составе и необходимости охраны от разрушения и загрязнения.
Задачи урока:
I. Предметные.
- формировать понятия «почва», «перегной», «плодородие»
- формировать представления учащихся о составе почвы
II. Метапредметные.
1.ПознавательныеУУД:
- формировать умение работать с демонстрационным материалом, проводить опыты.
- формировать умение сравнивать, анализировать, обобщать информацию, делать выводы, представлять информацию в виде таблицы;
2. Регулятивные УУД:
- формировать умение концентрировать внимание
- формировать умение контролировать и корректировать свою деятельность, самостоятельно выполнять опыты
3. Коммуникативные УУД:
- формировать умение работать в паре
- формировать умения представлять результат своей деятельности
- формировать умения высказывать свое мнение и доказывать свою точку зрения.
III. Личностные
- формировать положительную мотивацию к обучению.
- развивать познавательную активность, мышление и речь детей
- формировать чувство уважения к товарищу.
Используемые технологии: информационно-коммуникационные, практико-ориентированные.
Оборудование: глобус, индивидуальные карточки для проверки домашнего задания, ноутбук для учителя AE PRO 156-G, интерактивная доска TRIUMPH BOARD, проектор мультимедийный короткофокусный Acer S 5201, акустические колонки Geniys SP-S110, система контроля и мониторинга качества знаний PROclass (13 пультов), презентация «Почва. Свойства почвы», презентация «Тест», файл Notebook “Образование почвы», карточки со словами «вода», «воздух», «минеральные соли», «перегной», «песок», «глина», стаканы прозрачные (20 шт), вода, почва, одноразовые ложки (20 шт), салфетки (20 шт), горелка (1шт), спички для учителя, предметное стекло (1 шт).
Предварительная подготовка класса для проведения лабораторной работы: у детей на партах подготовлены стаканы прозрачные с водой, почва, одноразовые ложки, салфетки;
на столе для проведения опытов учителем: стакан прозрачный (1 шт), вода, почва, одноразовая ложка (1 шт), салфетки (2 шт), горелка (1шт), спички для учителя, предметное стекло (1 шт).
Ход урока:
I. Орг.момент- Прозвенел звонок веселый.
Мы начать урок готовы.
Будем слушать, рассуждать
И друг другу помогать.
II. Проверка д/з
Слайд 2.
- Ребята, наш урок мы начнём с проверки д/з по теме «Полезные ископаемые». 2 человека будут работать на индивидуальных рабочих листах, которые после урока я проверю и поставлю оценку. Остальные будут работать со мной в системе PROClass. Возьмите пульты, зарегистрируйтесь. Приготовьтесь ответить на вопросы теста
(дети отвечают на вопросы теста)
Оценка по результатам тестирования.
III. Актуализация знаний учащихся.
Слайд 3.
- Ребята, посмотрите внимательно на глобус. А вы знаете, почему нашу планету называют голубой?
- Потому что из космоса кажется, что вся её поверхность голубой океан. Действительно, суша занимает лишь 1/3 поверхности земли. Посмотрите, как это мало.
(На доске показать в долях)
- В толковом словаре русского языка слово Земля обозначает третью от солнца планету, сушу и почву – верхний слой коры нашей планеты.
- Сегодня на уроке мы будем говорить о почве, и работать по плану:
Слайд 4.
1) Образование почвы.
2) Свойства почвы.
3) Животные почвы.
4) Охрана почвы.
IV. Работа над новым материалом.
- Итак, первый пункт плана: «Образование почвы»
Слайд 5.
- Как же образуется почва? (дети высказывают свои предположения)
- Основа образования почвы – горная порода, которая разрушалась под воздействием солнечного тепла, воды, воздуха и живых организмов.
Мельчайшие частицы горных пород скапливаются в трещинах скал, скатываются вместе с потоками воды в низкие места, в трещины легко проникает вода, воздух, бактерии, мелкие животные и семена растений. В результате на камнях прорастают травы, мелкие кустарники и даже деревья. Корни растений продолжают расширять трещины, разрушая породы. Проходят годы, образование почвы – процесс очень длительный. Через 1000 лет у подножия скал из остатков растений образуется почва.
Работа по учебнику.
- Найдите в тексте учебника, что такое почва (стр. 68)Слайд 6.
- Почва – это верхний плодородный слой земли, на котором растут растения.
Слайд 7.
- Первое научное определение понятия «почва» дал Василий Васильевич Докучаев.
- Животные тоже принимают участие в образовании почвы. Они рыхлят почву, смешивают ее с полусгнившими частями растений, а когда гибнут, то сами становятся её частицами.
Слайд 8.
- Если посмотреть на разрез почвы, то можно выделить несколько слоев.
Работа с демонстрационным материалом.
- Верхний слой – самый темный. Здесь больше всего отмерших остатков растений. Они и превращаются в перегной.
- Второй слой светлее – в этом слое происходит накопление некоторых веществ, вымываемых из верхнего слоя.
- А самый низкий слой – это горная порода. Почвенные слои в разных уголках земли разные по толщине. Чем толще верхний слой, тем плодороднее почва.
Слайд 9.
ФИЗМИНУТКА
Слайд 10.
- Переходим ко второму пункту плана: «Свойства почвы»
- Как вы думаете, что имеют в виду, когда говорят «плодородный слой»?
(ответы детей)
- Видимо то, что этот слой содержит вещества, которые необходимы для роста и развития растений, без которых не бывает и плодов.
- Чтобы узнать, что растения получают из почвы, предлагаю изучить её состав и провести некоторые опыты и наблюдения.
- Определите, пожалуйста, цвет почвы.
- Почва – темного цвета. А если мы посмотрим образец почвы через микроскоп, то мы можем увидеть остатки полусгнивших корешков и листочков растений, части тел червяков, насекомых и др. мелких животных.
Опыт 1.
- Его вы можете провести сами, если в стакан с водой опустите комочек сухой почвы.
Что вы наблюдаете? Как объяснить появление пузырьков воздуха в воде?
Этот опыт показывает, что в состав почвы входит воздух
(на доску прикрепить карточку со словом «воздух»)
Опыт 2.
- Я опустила почву в ёмкость с водой. Тщательно её размешала и дала отстояться. С помощью пипетки я возьму несколько капель этой воды и помещу на предметное стекло. Я буду нагревать стекла над огнем горелки. После испарения воды на стекле остался тонкий белый налет. Это минеральные соли.
- Что показал этот опыт?
- Этот опыт показал, что в почве содержатся минеральные соли, которые могут растворяться в воде
(на доску прикрепить карточку со словом «минеральные соли»)
Опыт 3.
- Я положила почву в крышечку, нагрею почву над пламенем горелки, а над почвой буду держать стекло.
- А чем объяснить, что стекло сначала становится влажным, а потом на нем появляются капельки воды?
- Это вода, которая содержится в почве и при нагревании испаряется. Водяной пар поднимается вверх, встречает на своем пути холодное стекло, охлаждается и превращается в мельчайшие капельки воды. Что показывает этот опыт?
- Этот опыт показывает, что в почве присутствует вода
(на доску прикрепить карточку со словом «вода»)
- А если мы продолжим нагревать почву, то увидим дым и почувствуем неприятный запах. Это сгорает часть почвы, которая состоит из перегнивающих остатков растений и мелких животных. Это составная часть почвы – перегной
(на доску прикрепить карточку со словом «перегной»)
Опыт 4.
- Если вы опустите немного почвы в стакан с водой, тщательно ее размешаете и дадите отстояться, то вскоре увидите, что на дно осядет слой песка, поверх него слой глины, а сверху слой темного цвета – перегной. Что доказывает этот опыт?
- Этот опыт доказывает, что в почве содержится песок и глина
(на доску прикрепить карточку со словом «песок», «глина»)
- Каковы же результаты проведенных опытов и наблюдений?
- В состав почвы входит:
воздух
вода
минеральные соли
перегной
песок
глина.
Слайд 11.
- В почве всегда есть и живая природа: корни растений, бактерии и мелкие животные - дождевые черви, медведки, муравьи, жуки-навозники и многие другие.
Они грызут корни растений, что-то измельчают, перетаскивают, собирают.
- Подведем итоги. Итак, что же получают растения из почвы?
Слайд 12.
- Во первых, воздух. Корни растений дышат воздухом, который находится в почве.
Слайд 13.
Во вторых воду, растения вместе с водой поглощают питательные вещества.
- А откуда они берутся? Остатки погибших растений и животных перерабатывают бактерии и насекомые, которые находятся в почве. Так почва постоянно пополняется перегноем и минеральными солями. Это настоящая кладовая питательных веществ для растений.
ФИЗМИНУТКА
- Все встали. Повернулись к окну.
1 упр. Плотно закрываем и широко открываем глаза. 4-5 раз с интервалом 15 сек.
2 упр. Посмотреть вверх – вниз, вправо- влево, не поворачивая головы.
3 упр. Вращать глазами по кругу: вверх, влево, вниз, вправо.
Слайд 14.
- Кроме растений, в почве можно увидеть животных.
Переходим к третьему пункту плана. Давайте посмотрим видеоролик.
Видеоролик.
- Итак, каких же животных можно увидеть в почве? (ответы детей)
- Почва – важнейшее богатство страны и поэтому земледельцы заботятся о повышении ее плодородия и охраняют ее.
- А как люди заботятся о почве?
- Мы подошли к последнему пункту плана «Охрана почвы».
- Что наносит вред почве?
- Ветер выдувает, вода размывает почву, образуются овраги. Значит, ее надо укреплять. Для этого сажают деревья и кустарник.
- Чтобы почва не истощалась, в нее нужно вносить различные удобрения.
- Почву надо беречь от загрязнения промышленными отходами, мусором.
V. Рефлексия.Слайд 15.
- Ребята, что нового вы сегодня узнали на уроке?
- Что смогли?
- Что понравилось?