Свойства и признаки почв. Методика группировки и классификация почв

а) рыхлая – осыпается  со стенок разреза от прикосновения ножа, легко проникающего в почву;

б) рыхловатая – осыпается  меньше предыдущей, почвенный разрез без затруднения копается лопатой, нож хорошо проникает в почву;

в) уплотненная (плотноватая) - удовлетворительно режется лопатой  и ножом, нож с трудом входит в почву;

г) твердая – с трудом режется лопатой; стенки разреза  очень плотные, нож с трудом входит а почву;

д) очень твердая –  слабо поддается действию лопаты. Нож лишь оставляет черту, не проникая в почву. Эта степень твердости  характерна для иллювиальных горизонтов сильносолонцеватых почв, солонцов и в ряде случаев подзолов (ортштейны, ортзанды) и пр.

Почвенная корка и  плужная подошва. На поверхности  суглинистой и глинистой почвы  после увлажнения очень часто  образуется заплывший верхний слой пахотного горизонта, изрезанный вертикальными трещинами, называемый п о ч в е н н о й к о р к о й. Она, увеличивая потери влаги из пашни, снижает полевую всхожесть, ухудшает условия роста и развития растений и понижает урожай всех культур. Ниже границ пахотного горизонта суглинистой и глинистой почвы (Ап) нередко наблюдается уплотненный подпахотный горизонт, называемый п л у ж н о й, или п а х о т н о й п о д о ш в о й. Для ее уничтожения необходимо менять глубину вспашки и разрушать подошву почвоуглубителем, известкованием кислых и гипсованием щелочных почв и пр.

2.4.Водные свойства почвы

Вода в почве является одним из основных факторов почвообразования и одним из главнейших условий  плодородия. В мелиоративном отношении  особенно важное значение вода приобретает как физическая система, находящаяся в сложных взаимоотношениях с твердой и газообразной фазой почвы и растением (рис. 9). Недостаток воды в почве губительно отражается на урожае. Лишь при необходимом для нормального роста и развития растений содержании жидкой воды и элементов питания в почве при благоприятных воздушных и термических условиях можно получить высокий урожай. Основной источник воды в почве – выпадающие осадки, каждый миллиметр которых на гектаре составляет 10м3, или 10т воды. На Земле непрерывно совершается круговорот воды. Это постоянно протекающий геофизический процесс, включающий следующие звенья: а) испарение воды с поверхности мирового океана; б) перенос паров воздушными потоками в атмосфере; в) образование облаков и выпадение осадков над океаном и сушей; г) движение воды на поверхности Земли и в недрах ее (аккумуляция осадков, сток, инфильтрация, испарение). Содержание воды в почве определяется климатическими условиями зоны и водоудерживающей способность почвы. Роль почвы во внешнем влагообороте и внутреннем влагообмене повышается в результате ее окультуривания, когда заметно увеличиваются влажность, водопроницаемость и влагоемкость, но сокращаются поверхностный сток и бесполезное испарение.

2.5.Влагоемкость почв

В л а г о е  м к о с т ь (влагоудержание) – свойство почвы поглощать и удерживать то максимальное количество воды, которое в данное время соответствует воздействию на нее сил и условиям внешней среды. Это свойство зависит от состояния увлажненности, пористости, температуры почвы, концентрации и состава почвенных растворов, степени окультуренности, а также от других факторов и условий почвообразования. Чем выше температура почвы и воздуха, тем меньше влагоемкость, за исключением почв, обогащенных перегноем. Влагоемкость меняется по генетическим горизонтам и высоте почвенной колонны. В почвенной колонне как бы заключена водная колонна, форма которой зависит от высоты столба почвенного грунта над зеркалом и от условия увлажнения с поверхности. Форма такой колонны будет соответствовать природной зоне. Эти колонны в природных условиях меняются по сезонам года, а также от погодных условий и колебания влажности почвы. Водная колонна изменяется, приближаясь к оптимальной, в условиях окультуривания и мелиорации почвы. Различаются следующие виды влагоемкости: а) полная (ПВ); б) максимальная адсорбционная (МАВ); в) капиллярная (КВ); г) наименьшая полевая (НВ) и предельная полевая влагоемкость (ППВ). Все виды влагоемкости меняются с развитием почвы в природе и еще более – в производственных условиях. Даже одна обработка (рыхление спелой почвы) может улучшить ее водные свойства, увеличивая полевую влагоемкость. А внесение в почву минеральных и органических удобрений или других влагоемких веществ может на длительное время улучшить водные свойства или влагоемкость. Это достигается заделкой в почву навоза, торфа, компоста и других влагоемких веществ. Мелиорирующее действие может оказывать внесение в почву влагоудерживающих высокопористых влагоемких веществ типа перлитов, вермикулита, керамзита.

Кроме основного источника лучистой энергии, в почву поступает тепло, выделяемое при экзотермических, физико-химических и биохимических реакциях. Однако тепло, получаемое в результате биологических и фотохимических процессов, почти не изменяет темммпературу почвы. В летнее время сухая нагретая почва может повышать температуру вследствие смачивания. Эта теплота известна род названием т е п л о т ы с м а ч и в а н и я. Она проявляется при слабом смачивании почв, богатых органическими и минеральными (глинистыми) коллоидами. Весьма незначительное нагревание почвы может быть связано с внутренней теплотой Земли. Из других второстепенных источников тепла следует назвать «скрытую теплоту» фазовых превращений, освобождающуюся в процессе кристаллизации, конденсации и замерзании воды и т. д. В зависимости от механического состава, содержания перегноя, окраски и увлажнения различают теплые и холодные почвы. Теплоемкость определяется количеством тепла в калориях, которое необходимо затратить, чтобы поднять температуру единицы массы (1г) или объема (1 см3) почвы на 1оС. Из таблицы видно, что с увели чением влажности теплоемкость меньше возрастает у песков, больше у глины и еще больше у торфа. Поэтому торф и глина являются холодными почвами, а песчаные – теплыми. Теплопроводность и температуропроводность. Т е п л о п р о в о д н о с т ь – способность почвы проводить тепло. Она выражается количеством тепла в калориях, проходящего в секунду через площадь поперечного сечения 1 см2 через слой 1 см при температурном градиенте между двумя поверхностями 1оС. Воздушно-сухая почва обладает более низкой теплопроводностью, чем влажная. Это объясняется большим тепловым контактом между ьтдельными частицами почвы, объединенными водными оболочками. Наряду с теплопроводностью различают т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т ь – ход изменения температуры в почве. Температуропроводность характеризует изменен ие температуры на единице площади в единицу времени. Она равна теплопроводности, деленной на объемную теплоемкость почвы. При кристаллизации льда в порах почвы проявляется кристаллизационная сила, вследствие чего закупориваются и расклиниваются почвенные поры и возникает так называемое м о р о з н о е п у ч е н и е. Рост кристаллов льда в крупных порах вызывает подток воды из мелких капилляров, где в соответствии с уменьшающимися их размерами замерзание воды запаздывает.

Источники поступающего в почву тепла и расходования его – неодинаковые для различных  зон, поэтому тепловой баланс почв может  быть и положительным и отрицательным. В первом случае почва получает тепла больше, чем отдает, а во втором – наоборот. Но тепловой баланс почв любой зоне с течением времени заметно изменяется. Тепловой баланс почвы поддается регулированию в суточном, сезонном, годичном и многолетнем интервале, что позволяет создать более благоприятный термический режим почв. Тепловым балансом почв природных зон можно управлять не только через гидромелиорации, но и соответственными агромелиорациями и лесомелиорациями, а также некоторыми приемами агротехники. Растительный покров усредняет температуру почвы, уменьшая ее годовой теплооборот, способствуя охлаждению приземного слоя воздуха вследствие транспирации и излучения тепла. Большие водоемы и водохранилища умеряют температуру воздуха. Весьма простые мероприятия, например культура растений на гребнях и грядах, дают возможность создать благоприятные условия теплового, светового, водно-воздушного режима почвы на Крайнем Севере. В солнечные дни среднесуточная температура в корнеобитаемом слое почвы на гребнях на несколько градусов выше, чем на выровненной поверхности. Перспективно применение электрического, водяного и парового отопления, используя промышленные отходы энергии и неорганические природные ресурсы. Регулирование теплового режима и теплового баланса почвы вместе с водно-воздушным имеет весьма большое практическое и научное значение. Задача заключается в том, чтобы управлять тепловым режимом почвы, особенно уменьшением промерзания и ускорением оттаивания ее.

2.6.Плодородие почв

Плодородие – способность  почв обеспечивать потребность растения в элементах питания, воде, воздухе, тепле, рыхлости для корней и прочих благоприятных условий произрастания. в то же время оно тесно связано с растениями. Плодородие – это результат почвообразовательного процесса. Почва и плодородие неотделимы одно от другого.

Плодородие постоянно  развивается, претерпевая заметные изменения, которые связаны с  природными и социально-экономическими факторами. Урожай в значительной степени  зависит от климатических условий, уровня агротехники и мелиоративного состояния почв. Абсолютная величина урожая на разных по плодородию почвах заметно сглаживается системой удобрений. Но урожай различных культур определяется многими факторами, условиями и элементами плодородия. К элементам плодородия относятся конкретные свойства почвы, определяющие высоту урожаев, такие, как водно-воздушные,. физические и химические свойства, содержание и состав солей и органического вещества в почве, характер почвенного поглощающего комплекса, емкость и насыщенность почвы основаниями, буферная способность и др., а также состав, строение и структурное состояние почвы, мощность Ап, сложение и плотность его и т.д. Плодородие зависит от содержания и соотношения элементов зольного питания и азота в почве, от содержания и состава микроэлементов и веществ, изменяющих свойства почв (известкование, гипсование), а также от управления водным, воздушным, тепловым, питательным и биологическим режимами почвы.

Всякая почва всегда обладает также потенциальным (скрытым) плодородием, которое выражает максимальные возможности в повышении продуктивности на основе конкретного состава, строения и всех свойств ее, могущих проявиться в наиболее благоприятных условиях. Потенциальное плодородие почвы зависит от запаса в данное время и доступности питательных веществ в ней, а также от ее водно-физических, химических, биологических и прочих условий произрастания растений. Наибольшая степень использования этого плодородия предусматривает мобилизацию всех ресурсов и скрытых источников плодородия почвы путем улучшения состава, строения и всех ее свойств. Потенциальное плодородие развивается вместе с почвой и отражает состояние ее на данной стадии развития. Но развитие потенциального плодородия идет не всегда соответственно и параллельно природному и эффективному плодородию. Уровень потенциального плодородия можно установить системой физико-химических, биологических и других анализов, а также данными о мелиоративном состоянии почвы (в настоящий момент и в перспективе), прогнозируя ход почвообразования путем программирования известных и возможных параметров в их динамике. Скрытые возможности повышения плодородия почв проявляются при освоении и окультуривании их и конкретно выражаются в возрастающем эффективном плодородии. Эффективное плодородие возрастает по мере развития мелиорации, агротехники и агрохимии. Оно стремится приблизиться и выровняться с потенциальным плодородием. По мере окультуривания почв интервал между ними как показатель степени окультуривания уменьшается. Большой разрыв между эффективным и потенциальным плодородием указывает на неудовлетворительное мелиоративное состояние почв, находящихся в сельскохозяйственном производстве.

3.Признаки почвы

В результате процессов  почвообразования в верхней части  почвообразующей породы происходят резкие изменения, в ней появляются новые минеральные и органические соединения. В почве образуются генетические горизонты, по которым можно отличить одну почву от другой и почву от почвообразующей породы. Для почвы характерно сочетание генетического горизонта. Совокупность генетических горизонтов образует почвенный профиль. Профиль состоит от 1 до 6 горизонтов (в торфе выделяют 12 горизонтов (иногда)). Торф – неразложившаяся до конца органика; мощность, сформированная миллионами лет, может достигать 12 метров. Каждый горизонт имеет индекс, который располагается в определённом порядке (смотри приложение). Для каждой почвы характерны определённые морфологические признаки:

1. Строение;

2. Мощность почвы и  отдельных горизонтов;

3. Окраска;

4. Структура;

5. Сложение;

6. Новообразования и  включения;

7. Механический или  гранулометрический состав;

8. Влажность;

9. Пронизанность корнями;

10. Переход одного горизонта  в другой.

Строение почвенных  горизонтов зависит от географического  положения и совокупности факторов почвообразования в данном конкретном месте. Мощность зависит от местоположения самой почвенной зоны: в тундре — 20-30см, в дёр-подз до 2.5, чернозём более 3м. Окраска зависит от направления почвообразовательных процессов и в ряде случаев служит основанием для отнесения почвы к тому или иному типу. Цвет зависит от веществ, которые накапливаются в процессе почвообразования. Наиболее важными для окраски почв являются 3 группы соединений: гумус – чёрный, железо – красный и голубой, Si+CaCO3+H4SiO3 — белый цвет. Наиболее характерен чёрный цвет. Гумус образуется в результате дернового процесса (смешанный лес, трава (дёрн)). Чистый дёрн может формироваться под дубом, грабом, ясенем (дёрново-бурозёмный процесс). Гумус имеет консистенцию дёгтя, всё, что контактирует с ним, окрашивается в чёрный цвет. Все верхние горизонты наших почв окрашены в чёрный (6-8%) цвет. Выделяют также и производные этого цвета: тёмно серый (5%), светло-серый (1-3%), серый (4%). Окрашивание зависит от количественного содержания гумуса. Белый цвет обусловлен подзолистым процессом.

Ход процесса:

а) Хвойный тенистый лес;

б) Кислый хвойный опад, лесная подстилка;

в) Промывной водный режим, преобладание осадков над испарением;

г) Минерализация кислого  хвойного опада;

д) Высвобождение из мёртвого неорганического вещества минеральных элементов, а из мёртвой органики органических кислот (яблочная, щавелевая, муравьиная);

е) Разрушение органическими  кислотами минеральной части  почвы или её твёрдой фазы;

ж) Вынос минеральных  элементов, образовавшихся в результате разрушения твёрдой фазы почвы в ниже лежащих горизонтах. В связи с выносом в нижние горизонты верха осветляются до приближения к белому цвету; производные: жёлтый, светло-жёлтый, палевый цвет. Осветление происходит в горизонте А2. Интенсивность окраски зависит от протекания подзолистых процессов: чем они сильнее, тем ближе окраска к белёсому цвету. Выделяют: сильный (белёсые), средний (жёлтые), слабый (палевый) подзолистые процессы. Также белый цвет почв может обуславливаться карбонатным процессом. Где много кальция, там и карбонатный процесс. (это круто)

Красный цвет даёт много  оттенков: бурый, светло-, тёмнооранжевыё, каштановый и др.