Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»
РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ПОЧВЕННЫЕ РЕСУРСЫ
РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ
(региональный компонент)
Программа курса Факультет естественно-географический Для специальности 03240000 — Биология с дополнительной специальностью химия Курс 3, семестр 6 Всего часов (включая самостоятельную работу) — 52 Составитель: М.А. Габибов, д-р с.-х. наук, проф.
Рязань 2008 ББК 28.5я73 Р24 Печатается по решению редакционно-издательского совета Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина» в соот-ветствии с планом изданий на 2008 год.
Рецензент Н.В. Чельцов, канд. биол. наук, доц.
Растительные и почвенные ресурсы Рязанской области Р24 (региональный компонент) : программа курса / сост. М.А. Габибов ; Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. — Рязань, 2008. — 16 с.
Программа курса формирует представления о масштабах и структуре почвенных и растительных ресурсов Рязанской области.
Предназначена для студентов отделения биология с дополнительной специальностью химия естественно-географического факультета.
Ключевые слова: почвенные и растительные ресурсы, дерновоподзолистые почвы, серые лесные, оподзоленные и выщелоченные черноземы, лесной фонд, сенокосы и пастбища.
ББК 28.5я Учебно-методическое издание
РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ПОЧВЕННЫЕ РЕСУРСЫ
РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ
(региональный компонент) Программа курса Составитель Габибов Магомедрасул Абдурашидович Редактор О.С. Верещагина Технический редактор В.В. Дмитриева Подписано в печать 03.09.08. Поз. № 082. Бумага офсетная. Формат 60х841/16.Гарнитура Times New Roman. Печать трафаретная.
Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1,3. Тираж 50 экз. Заказ № Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»
390000, г. Рязань, ул. Свободы, Редакционно-издательский центр РГУ 390023, г. Рязань, ул. Урицкого, © Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени C.А. Есенина»,
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Курс регионального компонента «Почвенные и растительные ресурсы Рязанской области» посвящен важнейшему разделу подготовки специалистов биологов-химиков, которым предстоит работать в школах, колледжах, высших учебных заведениях и научно-исследовательских учреждениях Рязанской области. Учебные пособия по характеристике и описанию почвенных и растительных ресурсов в области практически отсутствуют.В тематическом плане в 5 и 6 семестрах основам почвоведения отводится всего 6 часов лекционных и 6 часов лабораторных занятий. Однако этого недостаточно даже для поверхностного знакомства с основными типами почв Российской Федерации, не говоря уже о почвах Рязанской области. В курсе «Ботаника с основами фитоценологии», который преподается на 1 и 2 курсах отделения биология-химия, уделяется достаточное внимание флоре Рязанской области, но недостаточно внимания уделяются культурным растениям и лесному фонду области. Последнее обстоятельство определяет характер проведения занятий и их основное содержание.
Задача курса — дать студентам биолого-химического профиля основные теоретические и практические навыки в области основных типов почв Рязанской области и растительных ресурсов области (культурные растения пашни, лугов, пастбищ, лесной фонд).
Последовательное выполнение тем учебного плана подводит к решению основной задачи — способствовать подготовке специалистов высокой квалификации с учетом знания специфики и основных ресурсов области.
Дисциплина вносит определенный вклад в выполнении этой задачи.
Перед будущими специалистами могут встать проблемы, для решения которых потребуются приобретенные знания по почвенным и растительным ресурсам. Поэтому изучение почвенного покрова, растительности культурных насаждений и основных лесных пород возможно лишь при сочетании аудиторных и внеаудиторных занятий под руководством опытного преподавателя с самостоятельным выполнением заданий, предусмотренных настоящей программой.
Таким образом, курс является логическим продолжением ранее изученного комплекса дисциплин, формирующих у студента целостное представление о теории и практике формирования почвенного покрова, продуктивности природных и искусственных экосистем Рязанской области.
Программа курса рассчитана на 16 часов лекционного курса, 16 часов семинарских занятий и 20 часов самостоятельной проработки тематических материалов. По окончанию курса студенты сдают зачет.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Национальным достоянием любого государства, в первую очередь, является его Земля. Земля — это общее понятие, но в основе всего, на чем произрастает все живое, — почва.Почва представляет собой сложное природное тело и состоит из твердой, жидкой и газообразной фаз. Твердая фаза, в свою очередь, включает минеральную и органическую части. Минеральная часть преобладает и составляет 90—95 % массы почвы. Лишь в органогенных (торфяных) почвах ее доля невелика и не превышает 15—20 %.
Земельные фонды АПК Рязанской области составляют 3960,5 тыс. га.
Сельскохозяйственные угодья — 2432,5 тыс. га, из них: пашня — 1752, тыс. га, сенокосы и пастбища — 60,6 тыс. га. В расчет на одного жителя области приходится — 1,43 га пашни. В структуре сельскохозяйственных угодий пашня занимает 73 %, сенокосы — 7,5 %, пастбища — 18,5 %, многолетние насаждения — 0,5 %. Пашня и кормовые угодья представлены широким спектром почвенных типов и разновидностей. Однако на фоне общей пестроты преобладают выщелоченные черноземы — 44 %, серые лесные — 37 %, дерново-подзолистые — 14 %. Степень окультуренности почв довольно пестрая. В целом по области примерно 10 % высоко окультуренных, 30 % средне окультуренных и 60 % слабо окультуренных почв. Агрохимическое свойство почв характеризуется сильной степенью кислотности, низким содержанием фосфора и калия. Площадь с повышенной кислотностью составляет 1415,8 тыс. га, 589 тыс. га имеют низкое и очень низкое содержание фосфора, 599,6 тыс. га — низкое и очень низкое содержание калия. Свыше 720 тыс. га земли подвержены водной и ветровой эрозии, в том числе 610,6 тыс. га пашни. Особенно в сильной степени развита эрозия в Захаровском, Михайловском, Пронском, Рязанском районах. Почвы области нуждаются в мелиоративном обустройстве. Свыше 20 % пашни засорено камнями, 86,6 % тыс. га переувлажнены, 33,0 тыс. га сенокосов и 39 тыс. га пастбищ требуют коренного и свыше 600 тыс. га лугов и пастбищ — поверхностного улучшения. В северо-восточной зоне области пахотные угодья характеризуются мелкой структурностью, которая отрицательно сказывается на их продуктивном использовании.
В программу лекционных занятий по разделу почвенных ресурсов входит изучение черноземных, серых лесных, дерново-подзолистых почв и почв пойм реки Оки и их характеристика.
В программу семинарских занятий входит изучение почв различных периодов и стадий почвообразовательного процесса. Цель таких занятий — привить студентам навыки в определении почвенных типов, подтипов, групп и разновидностей почв, являющихся национальным достоянием.
Под типом подразумевается группа почв, сформировавшихся в одинаковых природных условиях, под воздействием одних и тех же процессов и имеющих профиль из однотипных взаимосвязанных генетических горизонтов. Примером типа могут служить подзолистая почва, черноземная и др.
Часть почвенных типов названа, исходя из некоторых особенностей их верхних почвенных горизонтов: торфяно-глеевая, перегнойно-карбонатная почва и т.д. Поскольку окраска верхних почвенных горизонтов у различных генетических типов почв в ряде случаев была сходной, возникла необходимость добавить краткие экологические характеристики условий, в которых формируется тип. Так появился термин «серые лесные почвы»
для более четкого отличия от серозема и т.д. В дальнейшем краткими экологическими добавлениями стали пользоваться шире, чтобы придать большую определенность и конкретность цветовым названиям.
Все типы почв земного шара отличаются друг от друга по совокупности морфологических признаков. Зная, как выражены эти признаки у той или другой конкретной почвы, мы можем отнести ее к черноземному, дерново-подзолистому, болотному — словом, к тому или другому типу.
Так, например, если почва имеет черную окраску, зернистую или мелкокомковатую структуру, если мощность ее темноокрашенного гумусового слоя превышает 50 см и если под гумусовым слоем обнаруживается вскипание от действия разбавленной соляной кислоты (т.е. признак карбонатности), то такую почву мы с полной уверенностью относим к черноземному типу. Перечисленные признаки и являются типовыми признаками, характеризующими черноземные почвы.
Для некоторых типов почв экологическое название стало основным — болотные, луговые, так как эти термины очень хорошо характеризуют биогенетическую сущность почвообразования.
Подтипы выделяются в пределах типа. Под ними подразумевают группы почв, отличающихся одна от другой проявлением основного и налагающегося процессов почвообразования и являющихся переходными ступенями между типами.
В каждом генетическом типе выделяется центральный подтип, для которого стали использовать термины «типичный», или «обыкновенный», и подтипы переходные, в которых можно отметить те или иные признаки, отличающие их от центрального подтипа или связывающие с соседними типами.
Для обозначения этих признаков пользуются следующими терминами:
— характеризующими дополнительные процессы (глееподзо-листая почва, чернозем оподзоленный, чернозем выщелоченный);
— указывающими на положение внутри почвенной зоны (черноземы южные, сероземы северные);
— отражающие морфологические особенности, в частности на изменение окраски по сравнению с центральным подтипом (светло-серые, серые, темно-серые лесные почвы).
Например, серые лесные почвы отличаются друг от друга по интенсивности темной окраски (от светло серой до темно серой), по мощности гумусового слоя (от 20 до 60 см) и по характеру структуры почвы.
Виды почв отличаются по степени развития почвообразовательных процессов. Номенклатура видов почв слагается из слов, количественно характеризующих свойства почв и выраженность почвенных процессов. Используют 3 категории терминов:
1) показывающие содержание (мало-, средне-, много-гумусные, карбонатные и т.д.);
2) указывающие на мощность отдельных почвенных горизонтов и всего профиля или на глубину залегания (маломощные, среднемощные, мощные, сверхмощные; глубоко-, высоковскипающие и т.д.);
3) характеризующие выраженность явлений (слабо-, средне-, сильноподзолистые, осолоделые и т.д.).
Разновидность характеризует гранулометрический состав верхнего горизонта почвы (супесчаная, тяжелосуглинистая почва).
Полное название почвы начинается с наименования типа, далее идут подтип, род, вид, разновидность, разряд. Например, чернозем (тип), обыкновенный (подтип), среднегумусный среднемощный (видовые термины), тяжелосуглинистый (разновидность).
Во втором разделе представлены лекции и практические занятия по растительным ресурсам Рязанской области. Главным растительным ресурсом области являются леса.
Рязанская область расположена в центре Русской равнины. По лесорастительным условиям северная часть области относится к лесной зоне с хвойно-лиственными лесами, южная — к северной лесостепи, где преобладающими породами являются береза, осина, дуб.
На территории Рязанской области площадь лесов составляет 1092,1 тыс.
га. Леса области расположены неравномерно. Лесистость северной части составляет 50 % и более, а южной падает до 5 %. Средняя лесистость равна 24,8 %.
В лесном фонде области преобладают покрытые лесом площади, которые составляют 741,3 тыс. га, или 88 % от общей площади земель гослесфонда области. Среди лесопокрытой площади лесные культуры занимают 158,1 тыс. га, несомкнувшиеся лесные культуры 19,8 тыс. га. В составе нелесной площади преобладают болота, сенокосы, дороги, просеки. Насаждениями с преобладанием хвойных пород заняты 342,0 тыс. га, что составляет 46,2 %, твердолиственными — 83,4 тыс. га, что составляет 11,3 %, мягколиственными — 314,7 тыс. га, или 42,5 %.
Немаловажную роль как растительный ресурс области имеют кормовые угодья области. К основным кормовым угодьям относятся луга, сенокосы и пастбища. Продуктивность кормовых угодий зависит от растений, растущих на данных площадях.
1. Введение. Общая характеристика почвенных и растительных ресурсов Рязанской области Визитная карточка области. Краткая характеристика почвенных и растительных ресурсов Рязанской области (статистические данные).
2. Дерново-подзолистые почвы Рязанской области Распространение дерново-подзолистых почв в пределах Рязанской области. Классификация дерново-подзолистых почв в зависимости от проявления подзолообразовательного процесса и степени выраженности дернового и подзолистого процессов и их краткая характеристика.
3. Серые лесные почвы Рязанской области Распространение серых лесных почв в пределах Рязанской области и их классификация. Основные морфологические признаки подтипов светло-серых, серых и темно-серых лесных почв. Краткая агрохимическая и агрофизическая характеристика серых лесных почв.
Почвы пойменных лугов. Агрохимическая и агрофизическая характеристика дерновых, луговых и лугово-болотных почв.
5. Черноземные почвы Рязанской области и их характеристика Распространение черноземов оподзоленных и выщелоченных в пределах Рязанской области. Их преимущества перед другими типами почв и их гранулометрический состав.
Связь черноземных почв с емкостью поглощения и их продуктивностью.
Состав лесов. Показатели лесного фонда области. Характеристика лесных пород. Этапы формирования леса. Классификация типов условий местопроизрастания леса. Почва как среда развития леса.
7. Естественные кормовые угодья Рязанской области Естественные кормовые угодья Рязанской области. Луговодство и луговедение как научные дисциплины. Биология видов растений сенокосов и пастбищ. Экологические особенности луговых видов растений.
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
1. Введение. Общая характеристика 3. Серые лесные почвы Рязанской 7. Естественные кормовые угодьяПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Цель занятия: изучить географическое распространение почв Рязанской области; привить студентам навыки правильного понимания того, что изображено на почвенных картах области, научить их «читать» почвенные карты.Материалы и оборудование: почвенные монолиты, образцы почв в коробках, почвенная карта Рязанской области.
На почвенной карте Рязанской области внимательно изучают условные обозначения.
1. Пользуясь почвенной картой выделить основные типы почв распространенных в пределах области.
2. По почвенным картам изучают географическое размещение черноземных, дерново-подзолистых и серых лесных почв.
3. На почвенной карте того или иного хозяйства изучить условные обозначения и закономерности размещения почвенных разновидностей по элементам рельефа и их производственные показатели.
В качестве примера рассмотрим представленную почвенную карту (рис. 1). Территория значительно изрезана оврагами. Они в большей мере развиты в западной части. Поэтому здесь водоразделы сравнительно узкие, выпуклые с покатыми и даже крутыми склонами. В восточной части территории оврагов меньше, они менее глубокие, водоразделы более широкие и плоские. Все это свидетельствует о том, что земли хозяйства подвержены размыву и смыву (водной эрозии) и, следовательно, нуждаются в защите и охране от такого неблагоприятного явления.
Почвы преимущественно серые лесные, лугово-черноземные и черноземно-луговые. Серые лесные почвы располагаются в западной части территории, а остальные — в восточной.
Среди почвенных разновидностей явно господствует тяжелосуглинистый гранулометрический состав.
Рельеф и размещение почвенного покрова ясно указывают на то, что в западной половине территории условия увлажнения почвы и ее пищевой режим менее благоприятны, чем в восточной. Следовательно, западная часть почвенного покрова более подходит для культур полевых севооборотов, а восточная — для кормовых культур.
1. серые лесные почвы; 2. черноземы выщелоченные тяжелосуглинистые; 3. серые лесные почвы крутых склонов и эродированные; 4. лугово-черноземные тяжелосуглинистые. 5. лугово-черноземные тяжелосуглинистые, глубина почвенно-грунтовых вод 3—6 м.;
6. черноземно-луговые тяжелосуглинистые, глубина почвенно-грунтовых вод 1,5—3 м.;
7. лугово-болотные; 8. дерново-глеевые тяжелосуглинистые; 9. аллювиально-луговые пойменные различного гранулометрического состава; 10. населенные пункты.
2. Изучение морфологических признаков почв Цель занятия: овладеть навыками определения морфологических признаков почв и научиться судить по ним о происхождении и агрономической ценности почв.
Материалы и оборудование: почвенные монолиты, образцы почв в коробках, лупы, настенные таблицы, набор видов почвенных новообразований, таблица классификации структурных элементов почвы, цветные карандаши, сантиметры или складные метры.
В лабораторных условиях морфологические признаки почв изучают по монолитам. При описании монолита, в первую очередь, обращают внимание на строение почвенного профиля и выделяют в нем генетические горизонты. Затем визуально изучают морфологические признаки каждого горизонта: цвет, мощность, новообразования и включения, наличие корней, характер перехода одного горизонта в другой.
Для раскрашивания схемы почвенных горизонтов в тетради можно пользоваться цветными карандашами, образцами почв, делая мазки или приклеивая почву соответствующего цвета клеем.
Структуру почвенных горизонтов лучше всего определять по образцам почв в коробках.
1. Изучите почвенный монолит, разделите его по внешним признакам (скопление органических остатков, цвет, гранулометрический состав) на генетические горизонты.
2. Дайте название и буквенно-цифровое обозначение генетическим горизонтам.
3. Измерьте мощность выделенных горизонтов и запишите данные, показывая глубину залегания и мощность горизонтов (Ао — 0—5/5; А1 — —12/7 и т.д.).
4. Зарисуйте почвенный монолит в тетради и нанесите границы генетических горизонтов, придерживаясь масштаба 1:10.
5. Опишите цвет каждого горизонта.
6. Определите наличие в почве новообразований и включений. Отметьте их происхождение.
7. Определите характер перехода от одного горизонта к другому.
8. Отметьте наличие корневых систем растений в генетических горизонтах.
9. Определите по образцам почв в коробках структуру каждого горизонта, пользуясь и рисунком 2. Для этого возьмите образец почвы и подбросьте несколько раз на ладони, пока он не распадется на структурные агрегаты. Сравните их с рисунком типичных структурных элементов почвы (см. рис. 2), подберите похожие и найдите их характеристику в учебнике «Основы почвоведения» (Ващенко, Габибов, 2007), определяя при этом форму и характер поверхности агрегатов. Для каждого образца запишите тип, род, вид структуры и дайте им описание (характеристику).
Рис. 2. Главнейшие виды почвенной структуры (по С.А.Захарову):
I тип: 1 — крупнокомковатая; 2 — среднекомковатая;
3 — мелкокомковатая; 4 — пылеватая; 5 — крупноореховатая;
6 — ореховатая; 7 — мелкоореховатая; 8 — крупнозернистая;
9 — зернистая; 10 — порошистая; 11 — «бусы» из зерен почвы.
II тип: 12 — столбчатая; 13 — столбовидная; 14 — крупнопризматическая;
15 — призматическая; 16 — мелкопризматическая; 17 — тонкопризматическая.
III тип: 18 — сланцеватая; 19 — пластинчатая; 20 — листоватая;
10. Зарисуйте преобладающие структурные агрегаты горизонтов.
Данные запишите в тетрадь.
3. Описание и определение серых лесных почв Цель занятия: описать и определить по внешними признакам серую лесную почву, научиться давать практические рекомендации по использованию и повышению плодородия почв.
Материалы и оборудование: почвенные монолиты, образцы почв в коробках, почвенная карта Рязанской области.
Приступая к изучению соответствующего типа почв, надо предварительно ознакомиться с их географическим распространением, природными условиями и генезисом; знать внешние признаки данной почвы которые тесно связаны с внутренними свойствами, с процессом ее развития. Глубокое изучение почвы базируется на знании всех сторон ее возникновения и развития, на знании направленности процесса развития и его темпов.
Морфологические признаки широко используют при полевых исследованиях. На их основе устанавливают предварительную рабочую классификацию почвенных разновидностей и определяют в поле границы их распространения.
Учебное описание внешних признаков почв может производиться на разных объектах. При описании почв в аудитории необходимо описать почвы по монолитам и коробочным рассыпным образцам, так как при этом наиболее отчетливо видны морфологические признаки почвы. Такое описание также используют в целях уточнения и проверки уже имеющихся полевых наблюдений.
«