Какие различают почвы по плотности, классификация и оптимальные показатели

Общие физические свойства почв

Почва как природное тело обладает физическими свойствами

К общим физическим свойствам ее относят: плотность твердой фазы, объемную массу и пористость (порозность, скважность).Плотность твердой фазы — это масса твердой фазы почвы в абсолютно сухом состояний, выраженная весовыми единицами, на определенный объем (кг/м3, г/см3 и т. д.) или отношение массы твердой фазы (части) к массе равного объема воды при 4°С

Плотность твердой фазы зависит от минералогического состава и содержания органического вещества. Например, минерал кварц имеет плотность 2,65, а глинистые минералы — 2,45— 2,5 г/см3. Плотность органического вещества почвы не превышает 1,25—1,80 г/см3. В среднем плотность твердой фазы составляет 2,5—2,65 г/см3. В верхних слоях почвы, обогащенных гумусом, она не превышает 2,3— 2,5 г/см3 и увеличивается в нижних горизонтах (около 3 г/см3).Объемная масса. Почва — пористое тело, поэтому, кроме плотности,, она обладает объемной массой. Этот показатель характеризует почву в сухом состоянии с ненарушенным сложением (со всеми порами и промежутками) и выражается в весовых единицах на объем (кг/м3, г/см3).Объемная масса одной и той же почвы всегда меньше плотности твердой фазы. Величина объемной массы почвы зависит от минералогического и механического состава, содержания органического вещества, структурного состояния и сложения почвы.Объемная масса пахотного слоя минеральных почв изменяется в широких пределах —от 0,8 до 1,5. Это связано с обработкой, свойствами почвы и сельскохозяйственной культурой. После обработки почва имеет наименьшую объемную массу, затем она постепенно уплотняется, и через определенный срок (неодинаковый для различных почв) величина объемной массы становится более или менее постоянной. Эту величину принято называть равновесной (И. Б. Ревут). Для различных типов почв имеются определенные пределы равновесной объемной массы — для пахотного слоя дерново-подзолистых почв она составляет 1,5—1,6 г/см3, для черноземных почв — 1,0—1,3 г/см3.Величина объемной массы влияет на водный, воздушный, тепловой режимы почвы, а также на рост, развитие и продуктивность растений. Оптимальная величина объемной массы пахотного слоя различных почв зависит не только от свойств почвы, но и от биологических особенностей растений. Так, для зерновых культур, возделываемых на дерново-подзолистых средне- и тяжелосуглинистых почвах она составляет 1,20—1,35, на тех же почвах, но для картофеля — 1,0—1,2 г/см3. На каштановых почвах при возделывании пшеницы оптимальная величина объемной массы будет 1,0—1,2 г/см3. Увеличение объемной массы выше оптимальной снижает урожай сельскохозяйственных растений.Пористость почвы (порозность, скважность) — суммарный объем всех пор, выраженный в процентах объема всей почвы. Это так называемая общая пористость, она зависнет от механического состава, содержания гумуса, структурного состояния и сложения почвы.В верхних слоях почвы, обогащенных гумусом, общая пористость достигает 50—60%, в нижних — она снижается, составляя в суглинистых и глинистых почвах 35— 45%, а в песчаных —30—35%.Величину общей пористости определяют экспериментально или рассчитывают, исходя из данных объемной массы и плотности твердой фазы почвы.В зависимости от размера пор (мелких капилляров или крупных) выделяют капиллярную и некапиллярную пористость. Мелкие поры в почвах (капилляры) обычно бывают заполнены водой, а крупные — воздухом.Таким образом, соотношение объемов твердой фазы, некапиллярных и капиллярных пор характеризует строение пахотного слоя.Наиболее благоприятные условия водно-воздушного режима для произрастания растений в пахотном слое почвы наблюдаются при величине общей пористости 50—55% и соотношении некапиллярной и капиллярной 1:1 (в зависимости от зональных условий это соотношение может изменяться). В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели наибольшую капиллярную пористость (поры заполнены водой) и одновременно некапиллярную пористость (поры заполнены воздухом) — не менее 20% общего объема почвы.

Водные свойства почв.

Водными свойствами почвы называют такие, которые определяют поведение почвенной влаги.

Водоудерживающая способность почв

Гигроскопическая влажность — это количество парообразной воды, которое может поглощать (сорбировать) сухая почва вследствие притяжения поверхностью почвенных частиц. Наибольшее количество воды почва поглощает из воздуха, насыщенного водяными парами до относительной влажности около 100%. Эта величина называется максимальной гигроскопичностью.

Растениям гигроскопическая влага недоступна.

Устойчивое увядание растений начинается при содержании влаги в почве, в 1,3—1,5 раза большем, чем величина максимальной гигроскопичности. На глинистых почвах завядание растений начинается при 15—22% влажности, на песчаных — только при 1— 3%. на торфяных почвах растения могут завядать при 50% влажности.

Полевая влагоемкость — количество воды, удерживаемое почвой в течение длительного времени. Влажность песчаных почв при полевой влагоемкости составляет 4—10%, супесчаных— 10—20%, легко- и среднесуглинистых — 20—30%, тяжелосуглинистых и глинистых — 30—40%.

Величина полевой влагоемкости—важный агрономический показатель. Зная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости, судят об обеспеченности растений водой, а в поливном земледелии устанавливают время полива.

Оптимальная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости составляет для полевых, плодовых и ягодных культур 70—30%, для овощных 75—90%.

В агрономическом отношении важны и другие водные свойства почв: водопроницаемость и водоподъемная способность.

Совокупность процессов поступления влаги в почву, ее передвижения и расхода называют водным режимом почвы.

В зоне таежных лесов влага атмосферных осадков промачивает почву до грунтовых вод, потери влаги на испарение невелики. Такой водный режим называют промывной водный режим.

В степных районах страны сквозного промачивания почв не происходит. За летний период здесь испаряется почти вся поступившая влага. Данный водный режим называют непромывной водный режим.

При неглубоком залегании грунтовых вод (5—7 м) и небольшом количестве осадков в некоторых районах страны происходит капиллярный подток влаги к зоне испарения. Воды больше испаряется, чем поступает с осадками. Это выпотной водный режим.

Водный режим, складывающийся при искусственном орошении, носит название ирригационный водный режим.

Поглотительная способность почвы.

Важным свойством почвы является ее поглотительная способность.

Поглотительной способностью называют способность почвы удерживать и поглощать из почвенного раствора различные вещества.

Минеральные соединения распадаются — в почвенном растворе на катионы и анионы, соответственно положительно и отрицательно заряженные ионы.
Ионы минеральных соединений, используемые корнями растений, неодинаково поглощаются почвой.

Одни из них хорошо поглощаются почвой, становясь труднодоступными для растений, другие не поглощаются и легко доступны для растений.

Поэтому обеспеченность растений почвенными питательными веществами зависит не только от типа почвы, водно-воздушного и теплового режима, но и от поглотительной способности почвы.

Однако, основная часть питательных веществ находится в форме соединений, трудно доступных для растений.

В связи с этим об обеспеченности растений питательными веществами судят по содержанию легкодоступных форм данных веществ в почве. Учитывая, что зеленые растения поглощают из почвы в составе простых солей в наибольшем количестве азот, фосфор и калий, в практике определяют содержание в почве нитратных форм азота (N03), подвижных форм фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О).

Общие физические свойства почвы.

К общим физическим свойствам почвы относят: плотность твёрдой фазы, объемную массу и пористость (скважность, порозность). Плотность твердой фазы — это масса 1 см3 твердой фазы почвы или отношение массы твердой фазы почвы к массе равного объема воды при 4°С

Плотность твердой фазы минеральных почв в среднем составляет 2,50—2,65 г/см3, а торфяников не превышает 1,4—1,8 г/см3

Плотность твердой фазы — это масса 1 см3 твердой фазы почвы или отношение массы твердой фазы почвы к массе равного объема воды при 4°С. Плотность твердой фазы минеральных почв в среднем составляет 2,50—2,65 г/см3, а торфяников не превышает 1,4—1,8 г/см3.

Объемная масса (плотность сложения),— это масса 1 см3 почвы, взятой без нарушения ее природного состояния и вы-сушенной при 105°С (абсолютно сухой). Объемная масса пахотного горизонта колеблется от 0,9 до 1,6 г/см3. У торфяно-болотных почв объемная масса может быть от 0,2 до 0,5 г/см3.

Пористостью (скважностью, или порозностью) называют объем всех пор почвы, выраженный в процентах ее общего объема. Если принять объем пахотного горизонта минеральных почв за 100%, то 40—50% этого объема составляет твердая фаза почвы, а 50—60% приходится на скважины

Этот объем называется общей пористостью. Оптимальная величина объемной массы суглинистых и глинистых почв для сельскохозяйственных культур составляет 1,0—1,3 г/см3, а общей пористости — 50—60%.

Представление о плотности почвы

Плотностью почвы называется масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Записывается в граммах/кубический сантиметр. Показатель зависит от количества органической составляющей в грунте, минералогического, гранулометрического состава. Он может изменяться при машинной обработке земли, под воздействием механизмов, за счет своего большого веса.

Наиболее рыхлой земля становится после вспашки, боронования, постепенно уплотняясь в течение сезона и достигая неизменных значений, характерных для определенного региона. При уровне значений выше 1,7 невозможно возделывание любых культур.

Высокие значения влияют на степень снабжения растений кислородом, развитие корневой системы, способности удерживать влагу. Именно поэтому, чем они выше, тем менее пригоден участок для возделывания, тем больше усилий нужно приложить для получения хорошего урожая.

Тепловые свойства почв.

От тепловых свойств почвы, т. е. способности ее прогреваться и сохранять тепло, зависят многие процессы, происходящие в ней. Поэтому тепловые свойства почвы учитывают при сельскохозяйственном использовании земли.

Основной показатель, характеризующий тепловой режим почвы,— ее температура. На температуру почвы влияет не только количество солнечной энергии, но и цвет, влажность, механический состав и рыхлость почвы, наличие растительности на ней, рельеф.

Весной тяжелые глинистые почвы прогреваются медленнее, чем легкие песчаные и супесчаные. Поэтому первые называют холодными, вторые — теплыми.

Осенью легкие почвы охлаждаются быстрее, чем тяжелые глинистые. Торфяно-болотные почвы по сравнению с другими прогреваются хуже днем и сильнее охлаждаются ночью. На них чаще бывают ночные заморозки. Рыхлые, сухие, богатые органическим веществом почвы прогреваются медленнее чем плотные, влажные и бедные гумусом.

Воздушные свойства почв.

Быстрое восстановление концентрации кислорода в почвенном воздухе, который необходим для дыхания корней растений, деятельность многих микроорганизмов и реакции окисления происходят только в том случае, если почва обладает хорошими воздушными свойствами — воздухоемкостыо и воздухопроницаемостью.

Воздухоемкость — объем занятых воздухом пор при влажности почвы, сответствующей полевой влагоемкости.

Воздухопроницаемость — свойство почвы пропускать через себя воздух.

Благоприятными воздушными свойствами обладают структурные почвы нормального увлажнения. На бесструктурных почвах, особенно при возникновении почвенной корки, нормальный газообмен нарушается.