Методическая разработка учебного занятия по теме: "Гранулометрический состав почв" МДК 02.01 Технология обработки и воспроизводства плодородия почв

Департамент внутренней и кадровой политики Белгородской области областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Корочанский сельскохозяйственный техникум»

Методическая разработка учебного занятия по теме «Гранулометрический состав почв»

МДК 02.01 Технология обработки и воспроизводства плодородия почв

Автор Анисенко Н. П.,

преподаватель ОГАПОУ

«Корочанский СХТ»

Короча

2015

1. Одобрена на заседании ПЦК

спецдисциплин

Протокол №4 от 15 декабря 2015 г.

Председатель комиссии -----------/Кулешов А. Н.

Настоящая методическая разработка учебного занятия по теме Гранулометрический состав почв выполнена в соответствии с рабочей программой профессионального модуля ПМ. 02 Защита почв от эрозии и дефляции, воспроизводство их плодородия. Методическая разработка предназначена для обучающихся специальности 35.02.05 Агрономия.

Содержание

Введение

Гранулометрический состав почв оказывает большое влияние на почвообразование и сельскохозяйственное использование почв. От гранулометрического состава почв и почвообразующих пород в значительной степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением органических и минеральных соединений в почве. От него зависят все свойства и режимы: водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительная способность, накопление в почве гумуса и элементов питания. В зависимости от гранулометрического состава почв меняются условия обработки, сроки полевых работ, размещение сельскохозяйственных и лесных культур, способы и нормы полива, дозы удобрений, расстояния между временными оросителями, выводными бороздами и т.д.

Исходя из выше перечисленного, следует отметить значимость темы для агрономов в их практической работе. Для лучшего усвоения темы был выбран комбинированный тип урока. Это наиболее распространенный тип урока в практике работы учебного заведения. На нем решаются такие же дидактические задачи как на уроках обобщения и систематизации знаний, совершенствования знаний, умений и навыков, поэтому его называют комбинированным.

В качестве основных элементов комбинированного урока, составляющих его методическую подструктуру, являются:

а) организация обучающихся к занятиям;

б) повторение и проверка знаний обучающихся, выявление глубины понимания и степени прочности всего изученного на предыдущих занятиях и актуализация необходимых знаний и способов деятельности для последующей работы по осмыслению вновь изучаемого материала на текущем уроке;

в) введение преподавателем нового материала и организация работы обучающихся по его осмыслению и усвоению;

г) первичное закрепление нового материала и организация работы по выработке у обучающихся умений и навыков применения знаний на практике;

д) инструктаж по выполнению домашнего задания;

г) поведение итогов урока с выставлением поурочного балла.

План проведения занятия №5

Учебная группа: 21-А

Тема занятия: Гранулометрический состав почв

Вид занятия: урок

Тип занятия: комбинированный урок

Цели:

Образовательные – формирование знаний по изучению морфологических свойств почв, формирование умений по определению гранулометрического состава почв.

Развивающие – развитие познавательного интереса, логического мышления, внимания при изучении гранулометрического состава почв.

Воспитательные – формирование творческого подхода, навыков самоорганизации и инициативы.

Формируемые компетенции:

ОК:

ПК:

ПК 2.1. Повышать плодородие почвы

ПК 2.2. Проводить агротехнические мероприятия по защите почв от эрозии и дефляции

Литература:

1. Баздырев Г.И, Сафонов А.Ф. Земледелие с основами почвоведения и агрохимии.- М.: Колос, 2012

2. Воробьев В.Б., Петровский Е.И. Почвоведение.- Издательство Ифра-М.,2012

3. Баздырев Г.И., Захаренко А.В., Лошаков В.Г. Земледелие.- М.: Колос, 2010

Наглядные пособия и технические средства обучения:

Наглядные пособия:

-образцы почв различного механического состава;

-комплект учебно-методической документации.

Технические средства обучения:

-мультимедийное оборудование (компьютер, интерактивная доска, принтер)

-программное обеспечение общего и профессионального значения.

Ход занятия:

1. Организация начала урока (отметка отсутствующих, проверка готовности обучающихся к уроку, ответы на вопросы обучающихся по домашнему заданию) – 2-3 мин.

2. Целеполагание и мотивация -1-2 мин.

Преподаватель сообщает о значении темы: Гранулометрический состав почв в работе агронома.

3. Актуализация знаний – 2-3 мин.

Совместно с обучающимися формулируется тема занятия.

4. Проверка выполнения домашнего задания и опрос обучающихся – 20-25 мин.

Проверка знаний по теме урока №4 Химический состав почвы

4.1) Фронтальный опрос по вопросам:

1. Что подразумевают под валовым химическим составом почв?

2. Назовите главные элементы, необходимые для питания растений.

3. Каково содержание азота в почвах?

4. Каково содержание фосфора в почвах?

5. Каково содержание калия в почвах?

6. Назовите микроэлементы, необходимые для питания растений.

7. Назовите вредные для растений вещества, содержащиеся в почве.

8. Как можно устранить вредные вещества из почвы?

4.2) Самостоятельная работа обучающихся - тестирование

5. Повторение ранее изученного материала, на базе которого излагается новый материал – 3 мин.

Повторение проводится в форме беседы по вопросам:

5. 1. Что называется почвенным профилем?

5.2. Что понимают под строением почвы?

5.3. Что называют мощностью почвы?

5.4. Назовите морфологические свойства почвы.

5.5. Что подразумевают под гранулометрическим составом почв?

6. Изложение нового материала (35-50 мин.)

6.1 МЕХАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА (Приложение 1.)

Используются информационные и демонстрационные методы обучения (объяснение, разъяснения, демонстрация таблиц).

6.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ (Приложение 1.)

Используются информационные и демонстрационные методы обучения (объяснение, разъяснения, демонстрация таблиц);

постановка эксперимента по определению гранулометрического состава почв «мокрым» способом (Приложение 2.).

6.3. Влияние гранулометрического состава на свойства почвы, превращение органических веществ и закрепление в почве элементов питания.

Используются информационные методы обучения (объяснение, разъяснения)

7. Применение и первичное закрепление полученных знаний, выработка у обучающихся умений и навыков 10-12 мин.

Самостоятельно разработать план мероприятий по теме: Улучшение свойств почв легкого и тяжелого гранулометрического состава

8. Подведение итогов урока, выявление пробелов, оценка деятельности обучающихся на занятии -3-5 мин.

Используются репродуктивные методы обучения: беседа, дискуссия.

Решается производственная ситуация: В хозяйстве имеются почвы легкого и тяжелого мехсостава. Нужно сеять яровые зерновые культуры. На каких почвах нужно раньше начинать сев? Ответ поясните.

9. Рефлексия 2-3 мин.

Занятие мне понравилось (не понравилось), потому что…

10. Задание на дом и инструктаж по его выполнению – 2-3 мин.

Преподаватель сообщает задание на дом, поясняет, как нужно его выполнять.

Приложение №1. Конспект урока.

1. МЕХАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА

Механические элементы, близкие по размерам, объединяют во фракции. В России наиболее широко распространена классификация механических элементов, разработанная А.Н.Сабаниным и В.Р.Вильямсом и уточненная Н.А.Качинским.

Камни – более 3 мм,

гравий – 3-1 мм,

песок -1-0,05 мм (крупный 1-0,5; средний 0,5-0,25; мелкий 0,25-0,05),

пыль – 0,05-0,001 мм (крупная 0,05-0,01; средняя 0,01-0,005; мелкая 0,005-0,001),

ил 0,001-0,0001 (грубый 0,001-0,0005; тонкий 0,0005-0,0001),

коллоиды – менее 0,0001 мм.

Частицы размером более 1 мм называют почвенным скелетом, менее 1 мм -мелкоземом.

Отдельные фракции механических элементов заметно различаются по химическому и минералогическому составу, физико-химическим и водно-физическим свойствам.

Общая закономерность состоит, по сути, в том, что по мере уменьшения размера фракций в них снижается содержание кварца, увеличивается количество слюд и вторичных минералов. Чем меньше размер механических элементов, тем ниже в них содержание кремния как основного элемента кристаллической решетки первичных минералов. Наоборот, содержание алюминия, железа, кальция, магния существенно возрастает при переходе от песчаных фракций к илистой. Содержание гумуса и емкость катионного обмена также возрастают с уменьшением размера механических элементов.

Каждая из фракций имеет свои характерные особенности. В случае доминирования какой-либо фракции в гранулометрическом составе она будет отражать определенные состав и свойства.

Камни представляют собой обломки горных пород. Наличие камней в почве затрудняет ее эффективное использование, поскольку мешает работе сельскохозяйственных машин и орудий, ухудшает заделку семян и развитие растений. Каменистость почв оценивают исходя из содержания каменистого материала. Менее 0,5% камней – не каменистая; 0,5-5% - слабокаменистая; 5-10% средне-; более 10% - сильнокаменистая.

При содержании каменистого материала менее 0,5 % он не мешает обработке почвы. В случае если почва слабокаменистая, при условии, что каменистый материал представлен мелким щебнем или галькой, ее обработка не отличается от обработки некаменистой почвы. При этом при этом происходит ускоренный износ рабочих органов обрабатывающих орудий.

При средней каменистости почвы крайне важно вычесывать крупный каменистый материал. При этом мелкие камни, остающиеся после вычесывания, способствуют быстрому износу орудий, обрабатывающих почву. Для успешного возделывания полевых культур на сильнокаменистых почвах следует проводить сложные мелиоративные работы по выбору и удалению каменистого материала с полей. Без проведения специальных мелиоративных работ сильнокаменистые почвы можно использовать для возделывания плодово-ягодных культур.

Валунный тип каменистости чаще всего встречается в северо-западных районах Нечерноземной зоны. Щебенчатые почвы широко представлены в горных и предгорных районах.

Гравий состоит из обломков первичных минералов. При высоком содержании гравия в почвах можно проводить ее обработку, но при этом почвы имеют малоблагоприятные свойства - провальную водопроницаемость, отсутствие водоподъемной способности, низкую влагоёмкость, что отрицательно влияет на рост и развитие сельскохозяйственных культур.

Песчаная фракция состоит из первичных минералов, прежде всего кварца и полевых шпатов. Эта фракция отличается высокой водопроницаемостью, некоторой капиллярностью и влагоёмкостью, не набухает, не пластична. Характеризуется крайне низкой поглотительной способностью. Для возделывания полевых культур пригодны пески с влагоёмкостью не менее 10%,для произрастания лесных культур - не менее З...5 %.

Фракция крупной пыли по минералогическому составу приближается к песчаной, имеет невысокую поглотительную способность и влагоёмкость, не пластична, слабо набухает, отличается низкой величиной удельной поверхности 1...2 м²/г.

Фракция средней пыли характеризуется низкой удельной поверхностью —2...10 м²/г, не способна к коагуляции, но удерживает влагу и набухает. Вследствие повышенного содержания слюд отличается связностью и пластичностью, имеет плохую водопроницаемость.

Почвы, обогащенные крупной и средней пылью, легко распыляются, склонны к заплыванию и уплотнению, отличаются слабой водопроницаемостью и отсутствием структурообразующего эффекта.

Фракция мелкой пыли состоит не только из первичных, но и вторичных минералов. В связи с этим фракция мелкой пыли имеет свойства, не присущие более крупным фракциям. Она способна к коагуляции и структурообразованию, обладает поглотительной способностью, содержит гумусовые вещества в повышенных количествах. При этом высокое содержание мелкой пыли в почвах в свободном, не агрегированном состоянии придает им неблагоприятные свойства: плотное сложение, плохую водопроницаемость, чрезмерное набухание и усадку, липкость, трещиноватость, а также избыточное количество влаги, недоступной для растений.

Ил состоит преимущественно из высокодисперсных вторичных минералов. Из первичных минералов встречаются кварц, ортоклаз, мусковит. Илистая фракция имеет большое значение в создании почвенного плодородия. Благодаря высокой удельной поверхности, достигающей 200...250 м²/г, она играет главную роль в физико-химических процессах, протекающих в почве. Ил отличается высокой поглотительной способностью, содержит много гумуса, элементов зольного и азотного питания растений. Особо важная роль в структурообразовании и формировании почвенного поглощающего комплекса (ПИК) принадлежит коллоидной части этой фракции.

Водно-физические и физико-механические свойства почв, обогащенных илистой фракцией, в значительной мере определяются ее способностью к коагуляции и склеиванию механических элементов в агрегаты. Эта способность зависит от минералогического и химического состава почвы, обогащённости ее гумусом, соединениями кальция и железа, а также от состава поглощенных катионов. Необратимая коагуляция илистой фракции способствует структурообразованию. Структурная почва даже при высоком содержании ила характеризуется благоприятными физическими свойствами.

В некоторых случаях высокое содержание ила негативно влияет на свойства почв. При развитии восстановительных процессов в результате переувлажнения, высоком содержании в ППК обменных ионов натрия или водорода, большом количестве минералов группы монтмориллонита в малогумусных почвах значительная часть ила находится в свободном состоянии и легко пептизируется водой. Почвы, содержащие много водопептизируемого ила, при увлажнении заплывают, содержат мало воздухоносных пор, характеризуются повышенной плотностью, набухаемостью и липкостью, низкой водопроницаемостью, склонны к коркообразованию.

Τаким образом, с уменьшением размера почвенных частиц изменяются их свойства. Особенно контрастные различия между фракциями механических элементов видны при сопоставлении их водно-физических и физико-механических свойств.

Крупные фракции не пластичны, не набухают, не способны к обменному поглощению катионов и не содержат гумуса. Οʜи не могут образовывать капилляры и поглощать влагу, но отличаются высокой водопроницаемостью. С уменьшением размера фракций их свойства меняются на прямо противоположные. При этом довольно резкие изменения свойств происходят у фракций размером 0,01 мм. С учетом этого все фракции механических элементов по предложению Н.М. Сибирцева разделяют на две большие группы: физический песок и физическую глину.

К физическому песку относят все механические элементы мелкозема, размер которых больше 0,01 мм, т. е. песок крупный, средний, мелкий и крупную пыль. Группу физической глины составляют частицы, размер которых меньше 0,01 мм, - пыль средняя, мелкая, ил и коллоиды.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

Относительное содержание в почве фракций механических элементов принято называть гранулометрическим составом. Его определяют с помощью механического анализа, результаты которого выражают в процентах от массы абсолютно сухой почвы.

Классификация почв по гранулометрическому составу основана на соотношении физического песка и физической глины. Ее основы разработал Н.М. Сибирцев и в последующем существенно откорректировал Н.А.Качинский. Классификация Н.А.Качинского построена с поправкой на генезис почв с учетом того, что одно и то же содержание физической глины по-разному сказывается на свойствах подзолистых, степных и солонцовых почв, для которых имеются различные шкалы.

Классификация существует уже долгое время и была разработана исходя из того, что свойства почв в основном зависят от гранулометрического состава.

Гранулометрический состав, за редким исключением, почвы наследуют от почвообразующей породы. При широком варьировании гранулометрического состава почвообразующих пород на них формируются и различные по гранулометрическому составу почвы даже в пределах одного типа.

Для почв, развитых на песчаных почвообразующих породах, характерно очень низкое содержание пылеватых и илистых частиц и преобладание песчаных фракций. В почвах, сформированных на суглинистых моренных отложениях, наряду с песчаными частицами заметную роль играют фракции пыли и ила. Характерные особенности гранулометрического состава почв, образовавшихся на лёссах, лёссовидных и покровных суглинках, - высокое содержание фракции крупной пыли, а также отсутствие или очень незначительное количество песчаных частиц. Гранулометрический состав почв, сформированных на одинаковых почвообразующих породах, также может различаться, и в некоторых случаях довольно существенно, что связано со спецификой почвообразования. Развитие солонцового процесса, оподзоливания, лессиважа, осолодения, оглинивания сопровождается отчётливым перераспределением механических элементов, благодаря чему в почвенном профиле формируются горизонты, относительно обедненные или обогащенные тонкодисперсными частицами. Возможны следующие варианты изменения гранулометрического состава по профилю почв:

верхняя часть профиля наиболее обогащена илистыми и мелкопылеватыми частицами. В нижележащих горизонтах по мере приближения к почвообразующей породе содержание тонкодисперсных частиц уменьшается, а крупнопылеватых и песчаных постепенно увеличивается, количество грубообломочного материала также возрастает. Содержание илистых частиц и физической глины в почве всегда выше, чем в почвообразующей породе. Такое распределение механических элементов типично для бурых лесных и дерново-карбонатных почв, формирующихся на элювии плотных осадочных или изверженных пород, и связано с процессом оглеения, наиболее интенсивно протекающим в верхней биохимически активной части почвенного профиля;

Содержание фракций механических элементов практически не изменяется в пределах почвенного профиля; оно такое же, как и в почвообразующей породе. Такая картина наблюдается в почвах, где не происходит значительной трансформации минеральной части под влиянием процесса почвообразования, типичных и обыкновенных черноземах, темно-каштановых почвах и др.

Верхние горизонты почвы обеднены илистой фракцией, максимальное содержание этой фракции в средней части почвенного профиля, где формируются иллювиальные или метаморфические горизонты. Содержание ила в почвообразующей породе чаще всего выше, чем в верхней части профиля почвы.

Формирование горизонтов, обогащенных илистой фракцией, возможно двумя путями. В одном случае это связано с более интенсивным выветриванием первичных и образованием вторичных глинистых минералов в средней части почвенного профиля (процесс оглинивания) без поступления тонкодисперсных частиц из верхних горизонтов. Так образуются метаморфические горизонты, в частности в коричневых почвах, В другом случае дифференциация почв по гранулометрическому составу связана с развитием определенных почвенных процессов. Под их воздействием происходит вынос ила и коллоидов из верхних элювиальных горизонтов и аккумуляция их в средней части профиля с образованием иллювиальных горизонтов. При этом верхние горизонты почвы относительно обогащаются крупнопылеватыми и песчаными частицами Τаким образом, в результате оподзоливания и лессиважа формируются иллювиальные горизонты в подзолистых, дерново-подзолистых и серых лесных почвах, оподзоленных черноземах; в результате солонцового процесса - в солонцах и солонцеватых почвах; в результате осолодения - в солодях.

Дифференциация почв по гранулометрическому составу должна быть обусловлена не процессами выветривания и почвообразования, а исходной неоднородностью почвообразующей породы. К примеру, на севере таежно-лесной зоны значительные площади занимают почвообразующие породы, представляющие собой морену, перекрытую маломощными песчаными или супесчаными наносами. Подзолистые почвы, формирующиеся на них, имеют резко дифференцированный профиль. Песчаный или супесчаный гранулометрический состав верхних горизонтов на определенной глубине резко изменяется на суглинистый или глинистый.

3. Влияние гранулометрического состава на свойства почвы, превращение органических веществ и закрепление в почве элементов питания.

Гранулометрический состав почвы оказывает сильное влияние на ее агрономические свойства. Песчаные и супесчаные почвы называют легкими. Вода сквозь них быстро просачивается, легко испаряется. Такие почвы имеют мало влаги, но много воздуха. Поверхность их быстро нагревается и остывает. Питательные вещества легко вымываются. Органические вещества быстро минерализуются. Поэтому, на почвах легкого механического состава необходимо вносить органические удобрения большими дозами, а минеральные – малыми.

Легко- и среднесуглинистые почвы – умеренно тяжелые. Они имеют сравнительно оптимальные физические свойства: хорошо связывают воду, но и достаточно насыщены воздухом. Хорошо окультуриваются. Элементов питания для нормальной жизнедеятельности растений содержат сравнительно достаточно. Их органические остатки быстро образуют гумус.

Тяжелосуглинистые, глинистые почвы – тяжелые. Они слабопроницаемы для воды и воздуха, способны удерживать много влаги, которая в значительной степени может оставаться недоступной для растений. Эти почвы часто переувлажнены, холодные. Кроме того, они сильно уплотняются, и при высыхании на их поверхности образуются трещины. Глинистые почвы содержат значительные количества элементов питания, но растения не всегда могут их использовать.

Таким образом, гранулометрический состав во многом определяет плодородие почвы; от него зависят многие важные физические и физико-химические свойства. Информация о механическом составе почвы необходима при решении многих практических вопросов. Так, она нужна при определении доз и способов внесения удобрений, извести, сроков и приемов обработки почвы, подбора сельскохозяйственных культур и почвообрабатывающей техники, глубины заделки семян и удобрений, сроков посева и др.

Механический состав почв можно улучшить путем глинования легких и пескования тяжелых. В естественных условиях с механическим составом почвы связано формирование определенных фитоценозов. Так, на песчаных местообитаниях обычно произрастает сосна, вереск, лишайники из рода кладония цетрария; из зеленых мхов – мох Шребера, Дикранум; из разнотравья – бессмертник, ястребинка волосистая, икотник серо-зеленый, эспарцет песчаный, вейники и др. Не выносят песчаных почв ель, дуб, слива, вишня и др.

В агроэкосистемах не все культурные растения одинаково реагируют на механический состав почвы. На почвах легкого механического состава неплохо удаются люпины, овес, рожь, картофель (последний на этих почвах дает клубни более высоких вкусовых качеств).

Приложение 2. Определение гранулометрического состава

21