Практическая работа выявление условий образования основных типов почв и оценка их плодородия. цели
Тема урока: Зональные типы почв. 8 класс.
Цель: Формирование представлений о зональном распределении почв по территории страны и их особенностях.
Задачи:
Предметные:
Давать определения терминов, понятий по тематике урока;
Выявлять и называть особенности зональных типов почвы;
Выявлять взаимосвязь между зональными типами почв и видами мелиоративных работ;
Описывать зональные типы почвы и почвенные ресурсы;
Давать характеристику зональных типов почвы;
Обозначать на контурной карте географические объекты.
Личностные:
Сформированность учебно- познавательного интереса к изучению географии;
Понимание и осознание особенностей зональных типов почв;
Использование знаний о зональных типах почв в повседневной жизни для сохранения жизни и здоровья;
Метапредметные УУД:
Познавательные УУД:
Находить достоверные сведения в источниках информации;
Обобщать тематический материал;
Формулировать выводы;
Составлять описания на основе достоверных источников информации;
Устанавливать причинно- следственные связи;
Составлять характеристику явления или объекта.
Регулятивные УУД:
Определять цель, проблему в учебной деятельности;
Выбирать средства достижения цели в группе и индивидуально;
Планировать учебную деятельность;
Самостоятельно исправлять ошибки .
Коммуникативные УУД:
Излагать свое мнение;
Понимать позицию другого.
Личностные УУД:
Аргументированно оценивать свои и чужие поступки в различных ситуациях;
Осознавать свои эмоции, адекватно выражать и контролировать их;
Понимать эмоциональное состояние других;
Осознавать и проявлять себя гражданином России.
Тип урока: изучение новой темы с выполнением практической работы.
Оборудование: учебник, атлас, проектор, презентация.
УМК: Учебник Домогацких Е.М., Алексеевский Н.И.
Ход урока
I .Организационныймомент.
Приветствие. Подготовка к уроку.
II .Опрос домашнего задания.
III .Изучение новой темы:
Откройте тетрадь запишите тему урока: Зональные типы почв .
Исходя из темы, как вы думаете, что мы сегодня будем изучать. Какие вопросы будем рассматировать. Что вы сегодня должны узнать на уроке.
Сегодня на уроке вы узнаете:
1. Чем знаменит В.В.Докучаев.
2. Какие типы почв характерны для территории России.
3. В чем состоит особенность размещения почв.
4. Какие почвы обладают наибольшим плодородием.
5. Что такое почвенные ресурсы.
6. Как человек может восстановить почвы.
А в конце урока, попробуйте найти ответ на вопросы:
1. В условиях какой природной зоны должны формироваться самые плодородные почвы? Почему?
2. Докажите на примере природных зон тайги и степей, что почвы являются «зеркалом ландшафтов»?
Откройте почвенную карту Росси в атласе. Назовите почвы. (примерные ответы). Есть ли закономерности в размещении почв? Давайте совершим путешествие по почвенной карте с севера на юг по территории Восточно- Европейской равнины. В горах почвы изменяются, следуя закону высотной поясности от подножья к вершине. Типы почв соответствуют типу растительности.
Одновременно мы с вами в течение объяснения новой темы, будем выполнять практическую работу. Запишите в тетради: Практическая работа № 16 «Составление характеристики зональных типов почв и выявление условий их почвообразования». Работу будем выполнять в виде составления таблицы.
Типы и свойства почв различных природных зон
| Природная зона | Типы почв | Свойства почвы | Условия почвообразования |
|
| 1 Арктическая пустыня | часто отсутствуют или арктические | крайне мало | Не плодородная | Мало тепла и растительности |
| 2. Тундра | тундрово- глеевые | мало | Маломощные, имеют слой глеевой | Вечная мерзлота, переувлажнения, недостаток кислорода, их толщина не превышает несколько сантиметров. |
| Леса | Занимают больше половины нашей территории. Под лесами формируются несколько типов лесных почв. |
|||
| 3. Тайга Восточно- Европейской равнины | подзолистые под северными таежными лесами | мало 1-2% при избыточном увлажнении идет промыв почв, образуется подзол. | Промывные, кислые, малоплодородные | Высокая влажность, кислые, растительные останки - хвоя |
| 4.Тайга Восточной Сибири | таежно- мерзлотные | мало | Малоплодородные, холодные | Вечная мерзлота, почвообразование замедлено. Промыва в этих почвах нет. |
| 5. Смешанные | дерново- подзолистые | больше, чем в подзолистых | Более плодородные | |
| 6. Широколиственные | серые лесные | 4-5% | Более плодородные | Промыв весной, больше растительных остатков |
| 7.Степи | черноземы, каштановые | 10-12% | Самые плодородные почвы, зернистая структура | Много растительных остатков ежегодно, много тепла |
| 8. Полупустыни | бурые полупустынные, серо- бурые, а иногда образуются солончаки. Повышение содлержание солей. | гумуса в этих почвах не так уж и мало, но эти почвы сухие, плотные и бесструктурные. | Засоление почв. Это снижает плодородие. | Сухой климат, разреженный растительный покров, недостаток влаги. При искусственном орошении земли можно получать высокие урожаи. |
Вывод: (самостоятельно) Процессы почвообразования во многом зависят от климатических условий местности. Климат закономерно сменяется по направлению с севера на юг. В этом направлении происходит и смена почв. Впервые это доказал русский ученый В.В.Докучаев более 100 лет назад. Им было установлено наличие зональных типов почв, которые закономерно сменяют друг друга с севера на юг. Они соответствую главным природным зонам нашей страны.
Почвенные ресурсы. Прочитайте в учебнике на стр. 181- 182
IY . Закрепление
1. Что такое почвенные ресурсы? (почвы, способные обеспечивать развитие растений.
2. Что является главными разрушителями почвенного слоя? (вода и ветер)
3. Что такое эрозия? Виды эрозий.
4. Что такое мелиорация?
5. Что такое рекультивация?
6. Почему надо охранять почву? И как их надо охранять?
7. Почему при перемещении с севера на юг плодородие почв сначала растет, а потом снижается?
В начале урока, я задала вам вопрос, на который просила ответить к конце нашего урока.
В условиях какой природной зоны должны формироваться самые плодородные почвы? Почему? (предполагаемый ответ)
Рекордным плодородием обладают черноземные почвы. Толщина гумусового горизонта может превышать 1м. Здесь достаточно тепла, влаги и перегноя.
Докажите на примере природных зон тайги и степей, что почвы являются «зеркалом ландшафтов»? (примерный ответ)
Под хвойной растительностью - почвы подзолистые, под травами - черноземы.
Y .Рефлексия.
1. Вам все было понятно при изучении темы и выполнении практической работы.
2. Вы справились с заданием?
3. Кто сегодня был самым активным во время урока?
4 У кого, что не получилось и есть вопросы?
YI . Выставление оценок. Оценки всем будут выставлены за выполнение практической работы.
YII . Домашнее задание. Параграф 29, повторить 28
Творческое задание. .Написать эссе на тему 1.«Можно ли создать искусственную почву».
2. К чему всю свою жизнь стремился В.В.Докучаев.
· Общие сведения
Резонанс токов может возникнуть в цепи синусоидального тока при параллельном соединении ветвей с индуктивным L и емкостном Сэлементами.
При этом дополнительный резистивный элемент R может быть включен в цепь также параллельно, или последовательно, или вовсе отсутствовать. В данной работе исследуется резонанс токов в цепи с параллельным соединением R ,L ,C –элементов, как показано на схеме замещения рис. 3.39.
Рис. 3.39. Схема замещения цепи синусоидального тока
с параллельным соединением R
,L
,C
-элементов
Полный ток в этой цепи определяется согласно закону Ома по формуле:
где G = 1/R – активная проводимость; B L = 1/X L – реактивная индуктивная проводимость; B C = 1/X C – реактивная емкостная проводимость; Y = 1/Z – полная проводимость цепи синусоидального тока с параллельным соединением R ,L ,C –элементов; ½B L − B C ½ = B – общая реактивная проводимость.
Из формулы (3.88) видно, что действующее значение тока в неразветвленной части цепи зависит от активной G и реактивной В проводимостей и от напряжения U сети, подведенного к зажимам цепи.
Режим работы цепи синусоидального тока с параллельно соединенными индуктивностью L и конденсатором C , при котором угол сдвига фаз j = y u − y i между напряжением U сети и током I в неразветвленной части цепи равен нулю называется резонансом токов.
Условием возникновения резонанса токов является равенство реактивной индуктивной проводимости B L и реактивной емкостной проводимости В С :
B L = B C .
Поскольку B L = 1/X L и B C = 1/X С , то при условии их равенства вытекает равенство индуктивного X L и емкостного X С сопротивлений:
Х L = Х C ,
которое также является условием возникновения резонанса токов в цепи с параллельным соединением L,C –элементов
Характерные особенности цепи синусоидального тока при резонансе токов.
1. Так как B L = B C , то при резонансе токов, как следует из (3.88) полная проводимость Y рез равна активной проводимости G и принимает минимальное значение:
= G. (3.89)
2. В то же время, полное сопротивление этой цепи при резонансе токов имеет максимальное значение, равное активному сопротивлению:
Z рез = 1/Y рез = 1/G = R . (3.90)
3. Так как Z рез = max, а Y рез =min, то при резонансе ток в неразветвленной части цепи, т.е. полный ток I имеет минимальное значение:
I рез = U /Z рез = Y рез U = GU . (3.91)
Это свойство позволяет обнаруживать резонанс токов в цепи синусоидального тока с параллельными L ,C -элементами при изменении частоты ω или параметров L и C .
4. Так как при резонансе B L = B C , I рез = GU , то действующее значение токов в ветвях с индуктивным и емкостным элементами (рис. 3.39), т.е. реактивные токи I L и I C , равны по модулю и могут превышать ток в неразветвленной части цепи в B L /G раз (если B L = B C > G ):
I L = I C ; (3.92)
I L = B L U = B L I рез /G , (3.93а)
I C = B C U = B C I рез /G . (3.93б)
При этом угол сдвига фаз между токами равен p = 180°, так как в индуктивном элементе ток отстает от напряжения по фазе на угол p/2 , а ток в емкостном элементе опережает напряжение на тот же угол.
Действующее значение тока I R в ветви с резистивным элементом R (рис. 3.39), т. е. активная составляющая тока при резонансе токов, равна току в неразветвленной части цепи:
I R = I а = I рез. (3.94)
Многократное усиление токов в параллельных ветвях с индуктивным L и емкостным С элементами при неизменном общем токе в неразветвленной части цепи является важной особенностью резонанса токов и широко используется в радиотехнических устройствах и установках автоматики.
5. Так как при резонансе токов угол сдвига фаз между напряжением и током в неразветвленной части цепи равен нулю (j = 0), то коэффициент мощности такой цепи равен единице:
cos j = I R /I = P /S = G /Y = R /Z = 1. (3.95)
Из выражения (3.41) следует, что полная мощность при резонансе токов равна активной мощности:
S = YU 2 = GU 2 = P . (3.96)
6. Так как при резонансе токов B L = B C , Q L = B L U 2 и Q C = B C U 2 , то
Q L = Q C , (3.97)
т.е. при резонансе токов реактивная индуктивная мощность равна реактивной емкостной мощности.
Это означает, что при резонансе токов, как и при резонансе напряжений (см. разд. 3.3), происходит обмен энергиями между энергией магнитного поля катушки индуктивности и энергией электрического поля конденсатора, но источник питания в этом обмене не участвует.
Полная реактивная мощность цепи при резонансе токов Q рез, равная разности реактивной индуктивной Q L и реактивной емкостной Q C мощностей, равна нулю:
Q рез = Q L – Q C = 0. (3.98)
Равенство нулю реактивной мощности Q рез рассматриваемой цепи вытекает также из равенства нулю угла сдвига фаз между напряжением и током (j=0) в неразветвленной части цепи:
Q рез = UIsin j = UIsin 0˚ = 0. (3.99)
При этом реактивная индуктивная Q L и реактивная емкостная Q C мощности могут, как и реактивные токи (см. п. 4), приобретать большие значения, оставаясь равными друг другу.
Резонанс токов находит широкое применение в промышленных электрических установках (асинхронных двигателях, сварочных установках и др.) для повышения их коэффициента мощности (cos j). Повышение коэффициента мощности индуктивных потребителей электрической энергии обеспечивается параллельным подключением к ним батареи конденсаторов емкостью С . В этом случае реактивная емкостная мощность конденсаторной батареи Q C уменьшает общую реактивную мощность установки Q , так как
Q =½Q L – Q C ½, (3.100)
и, тем самым, увеличивает коэффициент мощности cosj, что приводит к уменьшению тока в проводах, соединяющих потребитель с источником электрической энергии .
На рис. 3.40 построена векторная диаграмма токов и напряжения для режима резонанса токов схемы цепи рис. 3.39.
Рис. 3.40. Векторная диаграмма токов и напряжения для режима резонанса
токов при параллельном соединении R,L,C –элементов
При построении этой диаграммы необходимо учитывать характерные особенности режима резонанса токов: I = I a , j = 0, I L = I C , т.е. ток в неразветвленной части цепи при резонансе токов равен активной составляющей тока I = I P = I a и имеет минимальное значение. Угол сдвига фаз между напряжением и током равен нулю: j = 0.
Отсюда следует, что вектор тока совпадает по фазе с вектором напряжения .
Токи в параллельных ветвях с реактивными проводимостями B L и B C равны по модулю и противоположны по фазе:
½ ½=½- ½ (3.101)
и могут значительно превышать полный ток, т.е. ток в неразветвленной части цепи:
I L = I C >> I , если B L = B C >> G .
Вектор тока опережает вектор напряжения на угол p/2 а вектор тока отстает от вектора напряжения на угол p/2. Вектор полного тока находят путем геометрического сложения векторов , и . При резонансе вектор полного тока совпадает по фазе с вектором напряжения (рис. 3.40).
Простейшей электрической цепью, в которой может наблюдаться в лабораторных условиях резонанс токов является цепь с параллельным соединением катушки индуктивности L K и батареи конденсаторов емкостью С . Реальная катушка индуктивности обладает активным R K сопротивлением провода и индуктивным сопротивлением X L собственной индуктивности L . Поэтому рассматриваемую цепь синусоидального тока с двумя параллельными ветвями можно представить в виде схемы замещения, показанной на рис 3.41.
Рис. 3.41. Схема замещения с катушкой индуктивности
и конденсатором для исследования резонанса токов
Как было выше сказано, условием резонанса токов является равенство реактивных проводимостей ветвей цепи B L = B C . Реактивная индуктивная проводимость B L катушки индуктивности с параметрами – R K , X L и реактивная емкостная проводимость В С батареи конденсаторов определяются по формулам :
; (3.102)
. (3.103)
Приравнивая индуктивную и емкостную проводимости, условие резонанса токов можно записать в виде:
, или 
, (3.104)
где w = w рез – резонансная угловая частота.
Из этого выражения следует, что резонанс токов для цепи (рис. 3.41) можно получить, изменяя параметры R K , L , C и w . В данной работе резонанс токов получается путем изменения емкости С батареи конденсаторов при постоянстве других параметров цепи.
Векторная диаграмма напряжения и токов для режима резонанса токов схемы рис. 3.41 построена на рис. 3.42.
Рис. 3.42. Векторная диаграмма токов для цепи с катушкой индуктивности
и конденсатором в режиме резонанса токов
Так как при резонансе токов B L = B C , то реактивная составляющая тока ветви с катушкой индуктивности равна по модулю и противоположна по знаку реактивному емкостному току ветви с конденсатором:
I КР = -I C .
Поэтому полный реактивный ток цепи в рассматриваемом случае равен нулю:
I P = ½I КР -I C ½= 0. (3.105)
Ток в неразветвленной части цепи (рис. 3.41), т.е. полный ток в цепи при резонансе токов равен активной составляющей тока и совпадает с ней по фазе (рис. 3.42):
= , (3.106)
а вектор тока на векторной токов (рис. 3.42) совпадает по направлению с вектором входного напряжения.
Полная проводимость цепи синусоидального тока с параллельным соединением реальной катушки индуктивности и батареи конденсаторов (рис. 3.41) определяется по формуле:
Y = 
. (3.107)
Причем из (3.103) видно, что реактивная емкостная проводимость В С пропорциональна емкости С батареи конденсаторов.
Активная Р , реактивная Q и полная S мощности для цепи с параллельными ветвями определяются по формулам (3.108) − (3.110) и, с учетом особенностей схемы рис. 3.41, равны:
Р = Р К = UIcos j = UI Ка = R К = GU 2 , (3.108)
Q = UIsin j = UI КР = X = BU 2 , (3.109)
S = UI = YU 2 = . (3.110)
В режиме резонанса токов эти мощности будут равны:
Р рез = UI = UI Ка = R К = GU 2 , (3.111)
Q рез = 0, (3.112)
S рез = Р рез. (3.113)
Кривые, выражающие зависимость проводимостей, токов, мощностей и коэффициента мощности от емкости батареи конденсатора называются резонансными кривыми .
На рис. 3.43 приведены резонансные кривые (P , Q , S , I , cos j) = f (C ), построенные в общем виде при U = const и w = 2pf = const .
Анализ этих зависимостей показывает, что при увеличении емкости батареи конденсаторов С полная мощность S сначала уменьшается, достигает минимума в режиме резонанса и становится равной активной мощности Р , а затем снова возрастает с увеличением емкости, в пределе стремясь к бесконечности.
Активная мощность Р К, выделяемая на активном сопротивлении провода катушки индуктивности, не зависит от емкости конденсатора в другой ветви цепи и остается постоянной.
Реактивная мощность Q с увеличением емкости батареи конденсаторов снижается, становясь равной нулю в режиме резонанса, а затем возрастает.
Коэффициент мощности cos j изменяется с изменением емкости С в обратном порядке: сначала с увеличением емкости коэффициент мощности возрастает, достигая максимума равного единице в режиме резонанса, а затем уменьшается, в пределе стремясь к нулю.
Полная проводимость цепи Y (на рис. 3.43 не показана) , как и полная мощность S , сначала уменьшается, достигает минимума в режиме резонанса, а затем снова возрастает с увеличением емкости С , в пределе стремясь к бесконечности.
Ток в неразветвленной части цепи пропорционален полной проводимости
(I = YU
). Поэтому характер его изменения подобен характеру изменения полной проводимости Y
: сначала с ростом емкости конденсаторов ток I
уменьшается, а затем снова начинает увеличиваться.
Рис. 3.43. Резонансные кривые P, Q, S, I, cosj в зависимости от емкости С при
параллельном соединении катушки индуктивности и батареи конденсаторов
Таким образом, резонансные кривые позволяют установить минимальную полную и реактивную мощность, и наименьший ток в неразветвленной части цепи при максимуме коэффициента мощности, равном единице, когда в цепи с параллельным соединением катушки индуктивности и батареи конденсаторов возникает резонанс токов.
Однако повышение коэффициента мощности выше 0,95 обычно не предусматривается, так как это связано со значительным увеличением емкости батареи конденсаторов.
Лабораторная работа делится на четыре части:
1. Подготовительная часть.
2. Измерительная часть (проведение опытов и снятие показаний приборов).
3. Расчетная часть (определение расчетных величин по формулам).
4. Оформительская часть (построение векторных диаграмм).
Примечание
Электромонтажные работы по исследованию резонанса токов в цепи с параллельным соединением R,L,C -элементов на модернизированном лабораторном стенде ЭВ-4 не проводятся , в отличие от работ на старых стендах (см. в – Работа 3а, п.2. Электромонтажная часть).
1.Подготовительная часть
Подготовка к проведению лабораторной работы включает:
1. Изучение теоретической части настоящего пособия и литературы , относящихся к теме данной работы.
2. Предварительное оформление лабораторной работы в соответствии с существующими требованиями .
В результате предварительного оформления лабораторной работы №3б в рабочей тетради или журнале студентом должен быть заполнен титульный лист, в работе должны быть указаны название работы и ее цель, приведены основные сведения по работе, взятые из раздела выше и формулы, необходимые для вычисления расчетных величин, представлены принципиальные и эквивалентные схемы замещения, заготовлены таблицы, соответственно числу опытов в работе.
Кроме этого, должно быть оставлено свободное место для построения векторных диаграмм.
2. Измерительная часть
Необходимые измерения параметров цепи однофазного тока с параллельным соединением электроприемников и исследования резонанса токов проводятся с помощью принципиальной схемы рис. 3.44. Данная схема соответствует панели модернизированног стенда ЭВ-4 с аналогичной мнемосхемой и цифровыми (рис. 3.45)
Рис. 3.44. Принципиальная схема цепи синусоидального тока
с параллельным соединением катушки индуктивности
и батареи конденсаторов для исследования резонанса токов
1. Перед подачей питания к исследуемой цепи на панели стенда с мнемосхемой и цифровыми измерительными приборами (рис. 3.45) перевести все выключатели (S 1 ÷ S 5 , S" 1 , S" 2), в нижнее положение (состояние – «откл»).
2. Подключить лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), установленный на горизонтальной панели блока питания (рис. 3.46) к сетевому напряжению (~220 В), нажав черные кнопки «вкл» выключателей. При этом загораются две сигнальные лампы «сеть». После этого нужнообязательноповернуть ручку регулятора ЛАТРАа против часовой стрелки до упора , тем самым, снизив напряжение на его выходе до нуля.
Рис. 3.45. Паналь стенда с цифровыми измерительными приборами и
мнемосхемой для лабораторой работы 3а «Однофазная цепь
с параллельно соединенными электроприемниками.
3. Отключить батарею конденсаторов С нажатием соответствующей черной кнопки выключателя справа от конденсаторов на панели №4 стенда с мнемосхемой рис. 3.47.
4. Подать регулируемое напряжение от ЛАТРа ко входу исследуемой цепи и подключить цифровые измерительные приборы, установив на панели стенда с мнемосхемой кнопки выключателей (S 1 ÷ S 6 , S" 1 ÷ S" 6) в положение «вкл» кроме выключателя S 3 (резистор R во всех опытах должен быть отключен). При этом должны засветиться зеленые цифры на электроизмерительных приборах.
5. Плавным поворотом по часовой стрелке ручки регулятора ЛАТРа (рис. 3.46) установить напряжение U на входе цепи порядка 50 ÷ 80 В, контролируя его цифровым вольтметром V (прибор ЩП02М, установленный слева на панели стенда – рис. 4.45). Следует поддерживать установленное напряжение постоянным во всех опытах с помощью ЛАТРа.
6. В процессе исследования цепи с параллельно соединенными катушкой индуктивности и батареей конденсаторов провести 7 опытов с различной емкостью батареи конденсаторов (величины емкостей для каждого опыта указаны в табл. 3.9) нажатием соответствующих кнопок выключателей на панели №4 стенда (рис. 3.47), постепенно увеличивая емкость с нуля до 120 мкФ. Перед подключением дополнительных конденсаторов в каждом опыте нужно обязательно отключить исследуемую цепь от источника питания (выхода ЛАТРа), переведя выключатели (S 1 , S" 1) в нижнее положение «откл», а перед проведением замеров вновь подключить к напряжению питания цепь с помощью тех же выключателей.
7. Во всех опытах измерить входное напряжение U , потребляемую активную мощность Р и протекающий по цепи ток I , соответственно цифровыми измерительными приборами: вольтметром V , ваттметром W и амперметром А (см. принципиальную схему на рис. 3.44 и панель стенда на рис. 3.45).
8. Напряжение на батарее конденсаторов U С и напряжение на катушке индуктивности U К с параметрами R K , L K измерить цифровыми вольтметрами, соответственно V C и V K , установленными на панели стенда (рис. 3.45).
9. Полученные результаты измерений каждого опыта занести в табл. 3.9.
10. В конце измерительной части данной работы нужно отключить исследуемую цепь от источника питания и сам блок питания от силового щитка с помощью выключателей S 1 и S 1 " на панели с мнемосхемой (рис. 3.46). Сообщить преподавателю об окончании измерений и приступить к вычислениям параметров цепи.
Рис. 3.46. Панель блока питания лабораторного стенда
Рис. 3.47. Панель №4 стенда с мнемосхемами батареи конденсаторов
и катушки индуктивности
8 класс Практическая работа № 10
Скачать:
Предварительный просмотр:
Практическая работа № 10
Выявление условий почвообразования основных земельных типов почв (количество тепла и влаги,
Рельеф, характер растительности) и оценка их плодородия. Знакомство с образцами почв своей местности
Цель: Характеристика типов почв России и Белгородской области, особенности их использования человеком.
Оборудование : Почвенные карты России и Белгородской области
Ход работы:
Задание 1. Определить условия почвообразования основных земельных типов почв России и их плодородия.
Природная зона | Тип почв | Гумус | Свойства почв | Условия почвообразования |
1. Арктическая пустыня | ||||
2. Тундра | ||||
3. Лесная зона | ||||
А) тайга | ||||
Б) тайга Восточной Сибири | ||||
В) смешанные леса | ||||
Г) широколиственные леса | ||||
4. Степи | ||||
5.Полупустыни | ||||
Задание 2. Используя карты Белгородской области, дайте характеристику почв области. Заполните таблицу.
Тип почвы | Занимаемая площадь | Свойства почвы | гумуса |
Черноземы оподзоленные | |||
Черноземы выщелоченные | Мощность гумусового горизонта - ________ см, содержание гумуса - ________% |
||
Черноземы типичные | Мощность гумусового горизонта - ________ см, содержание гумуса - ________% |
||
Черноземы обыкновенные | Мощность гумусового горизонта - ________ см, содержание гумуса - ________% |
||
Мощность гумусового горизонта - ________ см, содержание гумуса - ________% |
|||
Мощность гумусового горизонта - ________ см, содержание гумуса - ________% |
Природная зона | Тип почв | Гумус | Свойства почв | Условия почвообразования |
1. Арктическая пустыня | Часто отсутствуют или арктическая | Крайне мало | Не плодородная | Мало тепла и растительности. |
2. Тундра | Тундрово-глеевые | Мало | Маломощные, имеют глеевый слой. | Многолетняя мерзлота, мало тепла, переувлажнение, недостаток кислорода |
3. Лесная зона | ||||
А) тайга | подзолистые | Мало 1-2% | Промывные кислые | К увл. > 1, растительные остатки – хвоя. |
Б) тайга Восточной Сибири | Мерзлотно-таежные | Мало | Малоплодородные холодные | Вечная мерзлота. |
В) смешанные леса | Дерново-подзолистые | Гумуса больше, чем подзолистых | Более плодородные | Промыв весной, больше растительных остатков. |
Г) широколиственные леса | Серые лесные | 4-5 % гумуса |
||
4. Степи | Черноземы, каштановые почвы. | 10-12% | Самые плодородные, зернистая структура. | К увл.+ 1, много растительных остатков ежегодно, много тепла. |
5.Полупустыни | Бурые полупустынь и серо-бурые. | Гумуса меньше | Засоление почв | Сухой климат, разреженный растительный покров. К увл |
Почвы Белгородской области
Необходимым условием всякого природного процесса, в том числе и почвообразования, является время. Почвы Белгородской области сравнительно молодые: их возраст исчисляется 5-10 тысячами лет. В то же время этот возраст достаточен для полного формирования черноземной почвы.
Белгородская область занимает возвышенную равнину, приподнятую в северной части. По этой причине на водораздельных пространствах грунтовые воды залегают глубоко и не влияют на формирование почв, что также способствует формированию черноземных почв, а не каких-либо луговых или болотных. В то же время характер рельефа способствует развитию эрозионных процессов, ведущих к образованию оврагов и балок.
Таким образом, все факторы почвообразования в Белгородской области направлены на формирование плодородных почв. Ведущим почвообразовательным процессом является гумуса-аккумулятивный.
Основными свойствами черноземов являются: богатство гумусом и элементами питания растений (М, Р, 5, микроэлементы*, отсутствие в почве легкорастворимых солей и наличие в профиле карбонатов; благоприятные физические свойства (рыхлое сложение, хорошая структура и хорошая водопроницаемость).
Все черноземы подразделяют на черноземы лесостепи и черноземы степи. К первой группе относят черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные; ко второй - обыкновенные и южные. В Белгородской области встречаются все указанные подтипы черноземов, за исключением южных. Профиль чернозема имеет три горизонта: гумусовый (А), переходный (В) и материнская порода (С).
Черноземы оподзоленные занимают 2,4% площади области. Их профиль характеризуется наличием белесой присыпки в нижней части гумусового слоя, переходный горизонт несет черты горизонта вмывания. Средняя мощность гумусового горизонта составляет 63-67 см, содержание гумуса - от 3 до 7%. Запасы гумуса в метровой толще 355-420 т/га. Реакция почвы в верхнем горизонте близка к нейтральной.
Выщелоченные черноземы занимают 23,2% территории. Внешне они похожи на черноземы типичные, но в нижней части горизонта вмывания выражены карбонатные выделения в виде белых вкраплений или прожилок. Средняя мощность гумусового горизонта от л (65 до 86 см; содержание гумуса достигает 4,5-6,5%, а запасы гумуса в метровой толще - 500 т/га. Реакция почвы в верхнем горизонте близка к нейтральной.
Черноземы типичные лидируют в Белгородской области по распространению - 36,1%. Они отличаются от выщелоченных наличием карбонатов во всем горизонте вмывания. Средняя мощность гумусового горизонта - от 73 до 87 см, содержание гумуса - 5,5-7,0% и запасы гумуса 420-530 т/га. Реакция почвы в верхнем горизонте нейтральная.
Черноземы обыкновенные занимают 11,8% площади и отличаются от типичных появлением карбонатов в гумусовом горизонте. Часто карбонатные выделения представлены конкрециями, которые называют белоглазкой. У обыкновенных черноземов сокращается мощность гумусового горизонта (от 56 до 66 см). Среднее содержание гумуса равно 4,8-6,9%, а его запасы в метровой толще 310-433 т/га. Реакция почвы с поверхности слабощелочная.
На выходах меловых пород развиваются черноземы остаточно- карбонатные. Для них характерно наличие щебенки мела по всему профилю и его укороченность. Средняя мощность гумусового горизонта всего лишь 13-55 см; среднее содержание гумуса - от 2,2 до 6,3%, запасы гумуса в метровой толще 300-350 т/га. Реакция среды по всему профилю щелочная.
Таким образом, среди почв Белгородской области наибольшими запасами гумуса обладают типичные и выщелоченные черноземы. Значительно ниже эти запасы в оподзоленных и обыкновенных черноземах, но самые низкие - в остаточно-карбонатных черноземах. Оценка всех показателей плодородия почв показывает, что самой плодородной почвой в Белгородской области является чернозем выщелоченный.
Под лесной растительностью в области развивались серые лесные почвы, представленные двумя подтипами - серыми лесными (3,9% площади) и темно-серыми лесными (10,7% площади). Профиль темно-серой лесной почвы состоит из лесной подстилки (АО), гумусового горизонта (А1), горизонта вмывания с пятнами горизонта вымывания (А2В), горизонта вмывания (В) и материнской породы (С). Мощность гумусового горизонта достигает 50-60 см, содержание гумуса - от 3 до 5%, запасы его в метровой толще доставляют 300-340 т/га. Реакция почвы слабокислая. В этих почвах на гумуса-аккумулятивный процесс наложился процесс оподзоливания, ведущий к формированию горизонта вымывания (А2).
Лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы (1,3%), развиваются на террасах и в поймах рек, где на процесс почвообразования влияют грунтовые воды. Внешне они похожи на черноземы, но отличаются повышенным содержанием гумуса и наличием признаков переувлажнения в горизонте вмывания (В) или в породе (С). К таким признакам относят наличие ржавых и сизых пятен, которые обусловлены процессом оглеения. Лугово-черноземные почвы характеризуются глубоким проникновением гумуса по профилю. В горизонтах А и АВ гумус с глубиной уменьшается постепенно, а на глубине 70-80 см (или 80-90 - у мощных видов) наблюдается довольно заметное снижение содержания гумуса. Мощность гумусовых горизонтов в основном составляет 60-80 см, а содержание гумуса в горизонте А колеблется от 7 до 10%, снижаясь в горизонте АВ до 3-5%.
При усилении условий увлажнения в поймах рек развиваются пойменные луговые или пойменные лугово-болотные почвы, последние имеют в своем профиле прослои торфа.
Песчаных почв на территории области мало. Так как пески и супеси бесструктурны, бедны элементами питания, то и образовавшиеся на них почвы не являются ценными в агрономическом отношении.
На днищах балок представлены дерново-намытые почвы. Сюда периодически поступает гумусированный материал со склонов балок, что приводит либо к появлению погребенных гумусовых горизонтов, либо к аномально большой мощности гумусового горизонта (свыше 2 метров).
Тип почвы | Занимаемая площадь | Свойства почвы | гумуса |
Черноземы оподзоленные | 2,4% | Самые плодородные | Мощность гумусового горизонта составляет 63-67 см, содержание гумуса - от 3 до 7%. |
Черноземы выщелоченные | 23,2% | Самые плодородные | Мощность гумусового горизонта от 65 до 86 см, содержание гумуса 4,5-6,5%, |
Черноземы типичные | 36,1%. | Самые плодородные | Мощность гумусового горизонта - от 73 до 87 см, содержание гумуса - 5,5-7,0% |
Черноземы обыкновенные | 11,8% | Самые плодородные | Мощность гумусового горизонта от 56 до 66 см. Среднее содержание гумуса равно 4,8-6,9% |
Серые лесные и темно-серыми лесными | 3,9% и 10,7% | Плодородные | Мощность гумусового горизонта достигает 50-60 см, содержание гумуса - от 3 до 5% |
Лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы | 1,3% | Плодородные | Мощность гумусовых горизонтов составляет 60-80 см, содержание гумуса колеблется от 7 до 10% |
ПОЧВЫ ТАЕЖНО-ЛЕСНОЙ ЗОНЫ
Подзолистые почвы являются наиболее распространенными почвами России, преобладают в таежно-лесной зоне, охватывающей более 50 % ее территории, в том числе около 18 % площади расположено в горных районах Средней и Восточной Сибири. Таежно-лесную зону и северную часть лесостепной зоны с серыми лесными почвами часто называют Нечерноземной зоной, учитывая общность природно-хозяйственных признаков и особенности ведения земледелия на этой территории.
Условия Почвообразования
Природные условия таежно-лесной зоны чрезвычайно разнообразны в связи с ее огромной протяженностью с севера на юг (от зоны тундры до лесостепной) и с запада на восток (от Ленинградской области до берегов Охотского и Японского морей). Равнинные, в основном европейская и западносибирская, части таежно-лесной зоны по климатическим условиям, растительности и почвенному покрову подразделяют с севера на юг на три подзоны: северную, среднюю и южную тайгу. Восточнее также выделяют крупные территории зоны, различающиеся по природным условиям и почвенному покрову. Отметим общие показатели условий почвообразования таежно-лесной зоны.
Климат . Климат зоны умеренно холодный, с нарастанием континентальности к востоку. В районах Восточной Сибири он резко континентальный, а на Дальнем Востоке - муссонный. Средняя годовая температура на западе европейской территории таежно-лесной зоны 4 °С, в восточной ее части (Среднее Предуралье) около 1 °С, в Восточной Сибири -7...-16 °С и на Дальнем Востоке до 7,5 °С. Годовое количество осадков в северотаежной подзоне центральной части европейской территории России около 400 мм, в среднетаежной около 500 мм и в южнотаежной около 600 мм. Сумма годовых температур >10 °С соответственно составляет около 1200,1600 и 2200 °С. К западу количество осадков и сумма температур возрастают, а к востоку снижаются.
Основное количество осадков в зоне выпадает в теплое время года; годовое количество осадков на большей территории преобладает над испаряемостью в 1,1 - 1,3 раза, а это, особенно под лесом, обеспечивает промывной тип водного режима, создает условия для образования подзолистых почв. Однако во многих районах Восточной Сибири (Центрально-Якутская низменность и др.) увлажнение недостаточное, годовое количество осадков меньше испаряемости. Азиатская территория, особенно Восточная Сибирь, расположена в зоне островной и сплошной вечной мерзлоты с распространенным здесь мерзлотным типом водного режима, оказывающим значительное влияние на процессы почвообразования.
Рельеф . Европейская часть таежно-лесной зоны расположена в пределах волнистой и увалистой равнины. На формирование ее рельефа, в том числе возвышенностей, большое влияние кроме тектонических процессов оказала деятельность Скандинавского, Ново-Земельского, Северно-Уральского ледников и потоков ледниковых вод в ледниковую эпоху, а также ветра, делювиальных вод и криогенных процессов в постгляциальный период. В итоге сформировался склоновый рельеф, расчлененный речными долинами, с хорошо выраженной овражно-балочной сетью, способствующий активному развитию плоскостной водной эрозии, особенно на пашне.
Западносибирская часть зоны охватывает Западносибирскую низменность. Это обширная слабодренированная равнина. Восточнее преобладают плоскогорья и горные районы, среди которых выделяется обширная Центрально-Якутская низменность. На Дальнем Востоке среди горных образований располагаются низменности, являющиеся основными земледельческими территориями.
Почвообразующие породы в европейской части и Западной Сибири представлены в основном разнообразными четвертичными бескарбонатными отложениями ледникового, водно-ледникового и озерно-ледникового происхождения различного гранулометрического состава (морены, флювиогляциальные пески и супеси, покровные суглинки и глины и т. д.;. Кроме этих пород выделяются древнеаллювиальные и современные аллювиальные отложения, элювий и делювий коренных пород, а иногда и лёссовидные суглинки.
Часто наблюдается двучленность почвообразующих пород по гранулометрическому составу в пределах почвенного профиля, влияющая на водные, физические и другие свойства почв. В районах (исключая горные) Средней и Восточной Сибири почвообразующие породы представлены главным образом элювием и делювием коренных пород; в Центрально-Якутской низменности преобладают четвертичные лёссовидные суглинки и супеси, а на равнинах Дальнего Востока - четвертичные и более древние породы различного гранулометрического состава.
Растительность . Преобладают таежные леса, в основном хвойные с моховым покровом, а на юге зоны древостой состоит из лиственных и широколиственных древесных пород с примесью хвойных, с травянистым и моховым покровом. Открытые незаболоченные территории заняты луговыми, а переувлажненные - болотными ассоциациями растений. Особенно много болот в северной части зоны и в пределах Западносибирской низменности.
Подзоны европейской и западносибирской частей зоны характеризуются по растительности следующими особенностями.
Подзона северной тайги занята редкостойными еловыми лесами с примесью березы, лиственницы и осины с моховым, лишайниковым и мохово-кустарниковым напочвенным покровами. В западной части подзоны и на легких почвообразующих породах преобладают сосновые леса.
Северная тайга является подзоной глеево-подзолистых и подзолистых иллювиально-гумусовых почв.
Подзону средней тайги иногда называют подзоной зеленомошных темнохвойных еловых лесов; травянистая растительность под пологом леса практически отсутствует. Это типичная тайга. На легких породах развиваются сосновые боры - беломошники. Нередко встречается лишайниковый напочвенный покров. На вырубках и пожарищах хвойные породы уступают место березе и осине.
Средняя тайга является подзоной подзолистых почв. Подзона южной тайги занята смешанными широколиственнохвойными лесами с мохово-травянистым и травянистым покровами. К востоку доля широколиственных пород (дуб, ясень, клен, липа) уменьшается, а доля хвойных пород, в том числе пихты, возрастает. Вырубки и пожарища, так же как и в средней тайге, быстро занимают осина и береза. Эти древесные породы в южнотаежной подзоне Западной Сибири наряду с хвойными являются преобладающими. Почвенный покров южной тайги образует подзону дерново-подзолистых почв.
Для средне- и восточносибирской таежно-лесной зоны характерны светлохвойные лиственничные леса, для Дальнего Востока - светлохвойные, темнохвойные и широколиственные леса.
Как было отмечено, условия почвообразования изменяются в таежно-лесной зоне не только с севера на юг по подзонам, но и с запада на восток, а это обусловливает формирование фациальных особенностей почв, выражающихся в возникновении в почвах специфических признаков, свойств и режимов. Выделяют теплую (западно- и южноевропейскую), умеренную (восточноевропейскую), холодную (западно- и среднесибирскую), длительно-мерзлотную (восточносибирскую и дальневосточную) и холодную влажную (тихоокеанскую) фации - Камчатка, Сахалин.
Основными процессами, под влиянием которых происходило образование почвенного покрова таежно-лесной зоны, являются подзолистый, дерновый и болотный (торфообразование и оглеение). Отмечено также проявление лессиважа, а на территории Центрально-Якутской низменности - солонцового, солончакового процессов и процесса осолонения. Рассмотрим главные почвы зоны: подзолистые, дерново-подзолистые.
Подзолистые Почвы
Подзолистые почвы наиболее распространены в среднетаежной и северотаежной подзонах, встречаются также в южнотаежной подзоне.
Название «подзолистые почвы» происходит от народного слова «подзол», что отражает окраску находящегося под лесной подстилкой подзолистого слоя, по виду напоминающего золу. Название это введено в научную литературу В. В. Докучаевым.
подзолистые почвы
дерново-подзолистые
Подзолистые почвы разделяют на два подзональных подтипа: подзолистые и глеево-подзолистые.
Подзолистый процесс - главный почвообразовательный процесс, под воздействием которого образовались подзолистые почвы. В результате его проявления происходят разрушение в верхней части профиля почвы первичных и вторичных минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты и грунтовые воды.
Согласно коллоидно-химической теории К. К. Гедройца, имевшей длительное признание, основная роль в оподзоливании принадлежит водородному иону воды. По теории В. Р. Вильямса, подзолистый процесс связан с определенной группой специфических органических кислот (креновых, или фульвокислот по современной терминологии), которые вызывают разложение минералов твердой фазы почв. Теория подзолообразования получила дальнейшее развитие в результате исследований И. В. Тюрина, С. П.Яркова, А. А. Завалишина, Н. П. Ремезова, И. Н. Антипова-Каратаева, А. А. Роде, Е. Н. Ивановой, И. С. Кауричева, В. В. Пономаревой, Т. В. Аристовской и других ученых.
Согласно современным представлениям в подзолообразовании участвуют фульвокислоты, преобладающие в составе специфической части гумуса лесных почв, а также низкомолекулярные органические кислоты (уксусная, муравьиная, лимонная и др.) и органические кислоты, образующиеся в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и выделяемые корнями растений. Химическое взаимодействие минералов в залегающем под лесной подстилкой слое, в том числе входящих в состав ила, с кислотами приводит к образованию легкорастворимых в воде солей и подвижных органоминеральных соединений, которые благодаря господству в таежно-лесной зоне промывного водного режима выносятся в нижнюю часть профиля почвы или за пределы почвенного слоя.
В результате диссоциации кислотных продуктов и растворения в воде С0 2 возникающий водородный ион вступает в обменные реакции с катионами оснований почвенного коллоидного комплекса; в почвенном растворе значительно повышается их концентрация; они также выносятся вниз с нисходящими токами почвенных растворов. Горизонт постепенно обедняется кальцием, магнием, фосфором, алюминием и другими элементами, а удаление железа и марганца приводит к его обесцвечиванию. При разрушении силикатов и алюмосиликатов образуется вторичный кварц в виде кремнеземистой присыпки, по цвету похожей на золу. В оподзоливаемом горизонте происходит также относительное накопление входящего в его состав первичного кварца, так как этот минерал устойчив к химическим реакциям. Этот белесый горизонт называют элювиальным или подзолистым, а горизонт, залегающий под ним, - иллювиальным или вмывания.
Интенсивность подзолистого процесса (по С. П. Яркову) зависит от сочетания условий почвообразования. Чем слабее нисходящий ток почвенных растворов, тем меньше оподзоливается почва, а это связано с показателем соотношения годового количества осадков и испаряемости, гранулометрическим составом и физическими свойствами почвы, ее положением по рельефу, наличием лесной подстилки и т. д. Кроме того, для подзолообразования необходимо периодическое чередование избыточного увлажнения (обычно весной) и подсушивания (летом) верхней части профиля лесной почвы. При этом в результате развития восстановительных процессов в лесной подстилке, а иногда и под ней сначала образуются легкорастворимые закисные соединения железа и марганца, подвижные формы алюминия, которые легко мигрируют вниз с нисходящими токами почвенных растворов и, окисляясь в иллювиальном горизонте, закрепляются в нем. Там, где отсутствуют отмеченные условия, подзолистый процесс не проявляется даже под хвойным лесом из-за отсутствия перераспределения содержания элементов по профилю.
Течение подзолистого процесса зависит также от карбонатности материнской породы. При наличии свободных карбонатов процесс не идет, так как нейтрализуются кислоты, участвующие в подзолообразовании. Карбонаты являются одновременно природным геохимическим барьером и препятствует выносу элементов.
На выраженность подзолистого процесса большое влияние оказывает состав древесных пород. Под лиственными и широколиственными лесами оподзоливание обычно идет медленнее, чем под хвойными, благодаря повышенной зольности опада, в котором больше содержится щелочных, щелочно-земельных и других элементов. Оподзоливание усиливается, если напочвенный покров под лесом представлен мхами или лишайниками.
Наряду с оподзоливанием генезис подзолистых почв связан с лессиважем. Лессивирование - сложный процесс, включающий механическое проиливание, комплекс физико-химических явлений, вызывающих диспергирование глинистых частиц и перемещение их с нисходящим током почвенных растворов под защитой подвижных органических веществ, комплексирование и вынос железа (Мельникова, Ковеня, 1974). Процесс лессивирования более активно протекает под лиственными лесами при участии менее кислого гумуса и подвижных органических веществ, при слабокислой и близкой к нейтральной реакции. Так как передвижение ила по трещинам и крупным порам без его разрушения наблюдается во многих почвах, то лессиваж нельзя считать специфическим процессом для формирования профиля только подзолистых почв.
Кроме указанных процессов почвообразования во всех почвенных зонах, в том числе и подзонах таежно-лесной зоны, проявляется дерновый процесс. Наиболее существенной его особенностью является накопление гумуса, питательных для растений веществ и создание в верхнем горизонте почвы водопрочной зернистой и комковатой структуры. Учитывая эту его характеристику, следует отметить, что подтипы подзолистых и глеево-подзолистых почв имеют весьма ограниченные признаки дернового процесса в виде слаборазвитого гумусового слоя (с грубым гумусом или гумусом фульватного типа) мощностью 1-5 см.
Земледельческое использование подзолистых почв существенно нарушает природное почвообразование, так как при распашке земель устраняется влияние на почвообразовательные процессы древесной растительности, лесной подстилки, напочвенного мохового и лишайникового покровов; в результате внесения органических и минеральных удобрений изменяется содержание гумуса и питательных элементов; известкование устраняет повышенную кислотность, возрастает биологическая активность почв; при проведении осушительных мероприятий улучшается водно-воздушный режим и т.д. Однако недостаток тепла, а в северотаежной подзоне и света остается мощным ограничивающим полевое земледелие космическим фактором.
Дерново-подзолистые почвы
Физико-химические свойства. Дерново-подзолистые почвы кислые; кислотность почв западных районов южнотаежной подзоны европейской территории обусловливают катионы Н + и А1 3+ , а восточных - в основном Н + ; в профиле наиболее кислыми являются иллювиальные горизонты.
Сумма обменных оснований дернового слоя суглинистых почв снижается от слабоподзолистых видов к сильноподзолистым (от 20-25 до 10 мг-экв и ниже). В подзолистом горизонте сумма обменных оснований наименьшая, а в иллювиальном - более высокая, чем в дерновом слое. Степень насыщенности основаниями дерново-подзолистых почв в целом выше, чем у подтипов подзолистых почв; однако встречается немало дерново-сильноподзолистых слабогумусных почв, у которых степень насыщенности основаниями ниже 50 %.
В результате развития плоскостной водной эрозии значительно изменяются состав и все свойства пахотного горизонта в связи с припахиванием нижележащих горизонтов с характерными для них свойствами. При любой степени смытости пахотный слой представляет собой смесь горизонтов с преобладанием массы основного распахиваемого горизонта, который, как правило, и определяет свойства обрабатываемого слоя.
Состав и свойства дерново-подзолистых почв значительно изменяются при проведении окультуривающих приемов: почвы утрачивают неблагоприятные в агрономическом отношении свойства и приобретают новые ценные качества. При этом наиболее существенно изменяется пахотный горизонт.