Состав, свойства и режимы почв. Почвенная структура.

Состав, свойства и режимы почв.
Почвенная структура.
• Структура почвы – это форма и размер структурных
отдельностей, на которые в естественном состоянии
распадается почвенная масса (Толковый словарь…, 1975).
• Выделяются 3 группы структур (по классификации С.А.
Захарова): кубовидная, призмовидная, плитовидная.
• В свою очередь каждая из них имеет различные размеры и
формы.
• Кубовидная может быть комковатой, ореховатой, зернистой,
порошистой.
• Призмовидная – столбчатой, призматической.
• Плитовидная – плитчатой, пластинчатой, листоватой,
чешуйчатой.
1
Состав, свойства и режимы почв.
Почвенная структура.
2
Состав, свойства и режимы почв.
Физические свойства почв.
• Физические свойства почв – совокупность свойств,
характеризующих
физическое
состояние
почв
(гранулометрический и агрегатный состав, структурное
состояние, удельный и объёмный вес, пористость,
водные,
тепловые,
воздушные,
электрические,
радиоактивные и физико-механические свойства почв).
Толковый словарь, 1975.
• 1. Общие физические свойства почв:
1) плотность твердой фазы (удельный вес п.);
2) плотность сложения (объемный вес п.); 3) пористость
или порозность; 4) удельная поверхность почв.
• 2. Физико-механические свойства почв:
1)пластичность; 2) липкость; 3) усадка; 4) набухание;
5) связность; 6) твердость.
3
Состав, свойства и режимы почв.
Общие физические свойства почв.
• 3. Тепловые свойства почв:
1) теплопоглотительная способность; 2) теплоемкость;
3) теплопроводность.
• 4. Водные свойства:
1) водоудерживающая способность; 2) влагоемкость;
3) водопроницаемость; 4) почвенно-гидрологические
константы; 5) водоподъёмная способность почв.
4
Состав, свойства и режимы почв.
Физические свойства почв
Плотность твердой фазы (удельный вес почвы, г/см3) отношение массы твердой фазы почвы к массе воды в
том же объеме при 40С.
Это
средневзвешенный
удельный
вес
веществ,
составляющих почву. Его величина зависит от
минералогического, гранулометрического состава почвы,
содержания органических веществ.
Сухой опад, торф, гумус имеют величины от 0.2-0.5 до 1.01.4 г/см3, минеральные горизонты - от 2.1-2.5 до 4.0-5.2
г/см3, в большинстве случаев определяют 2.4-2.7 г/см3,
торфяные горизонты - 1.4-1.8 г/см3, подстилка - 1.5-1.8
г/см3 .
5
Состав, свойства и режимы почв.
Физические свойства почв
• Плотность сложения (объемный вес, объемная масса
почвы )- масса единицы сухого вещества почвы в единице её
объёма ненарушенного естественного сложения (в г/см3 или
т/м3 ).
• Равновесная плотность - характерный для данной почвы
более или менее стабильный показатель, определяемый в
период равновесного водно-воздушного состояния почвы (в
умеренном климате чаще всего – в августе).
• Оптимальная для онтогенеза растений плотность верхних
горизонтов почв (по С.В. Астапову и С.И. Долгову) варьирует
от 0,95 до 1,15 г/см3.
• Предельная величина плотности, свойственная глеевым
горизонтам заболоченных почв составляет 2,0 г/см3.
• Торф имеет плотность, равную 0.03-0.4 г/см3, минеральные
• горизонты имеют 1.3-1.6, подстилка 0.2-0.4 г/см3.
• Плотность почвы, превышающая величины 1.6-1.7 г/см3,
является критической для проникновения корней растения.
6
Состав, свойства и режимы почв.
Физические свойства почв
Плотность является показателем многих почвенных
свойств - структуры, водо- и воздухопроницаемости,
интенсивности микробиологических процессов.
Наименьшая плотность наблюдается в верхних горизонтах
почв, наибольшая - в иллювиальных и глеевых.
Например, в дерново-подзолистых почвах под лесом
плотность сложения подстилки равна 0,15-0,40 г/см3 ; в
гумусовых горизонтах – 0,80-1,00; в подзолистых – 1,40-1,45;
иллювиальных – 1,5-1,6 и в материнской породе -1,4-1,6 г/см3.
Величина плотности связана с типом растительности: в
гумусовых горизонтах под ельниками она равна величинам
0,9-1,1; березняками – 1,0-1,3, под злаками – 1,2-1,4 г/см3.
Плотность используется при подсчёте запаса («З» в т/га)
любого соединения (или влаги) в почве по следующей
формуле: З =М х П х А, где М – мощность горизонта, для
которого рассчитывается запас, см; П – плотность, г/см3; Aсодержание соединения, % от массы почвы.
7
Состав, свойства и режимы почв.
Физические свойства почв.
Пористость (общая порозность, скважность) - суммарный
объем всех пор и промежутков между твердыми частицами,
выраженный в % от общего объема почвы в естественном
сложении.
Пористость вычисляется по формуле: Р=(1- Пс:Пт) х 100, где
Р- пористость, %; Пс – плотность сложения, г/см3; Пт –
плотность твердой фазы, г/см3.
При максимальная плотности почв (2.0 г/см3) и плотности
твёрдой фазы (2.7 г/см3 ) - P=26%, что соответствует глеевым
горизонтам.
Оптимальной пористостью считается Р= 45 - 50%, в то время
как в гумусовых горизонтах она варьирует в пределах 5570%, а в органогенных горизонтах – торфах и лесных
подстилках может достигать 90%.
Помимо общей пористости различают также её виды:
капиллярную, некапиллярную пористость.
8
Состав, свойства и режимы почв.
•
•
•
•
•
Физические свойства почв.
Капиллярная пористость – объём пор, занятых влагой при
влажности, равной наименьшей влагоёмкости (Толковый
словарь, 1975).
Капиллярная пористость оптимальна для растений при
величине менее 15% объема в минеральных и 30-40% - в
торфяных почвах.
Некапиллярная пористость соответствует разности между
общей и капиллярной пористостью.
Для создания устойчивого запаса влаги в почве при
одновременно хорошей аэрации необходимо, чтобы
некапиллярная пористость составляла 55-65% общей
пористости. Если она меньше 50%, то это означает
ухудшение воздухообмена, что ведет к развитию анаэробных
процессов.
Различают поры, занятые рыхлосвязанной, прочносвязанной
водой, и занятые воздухом (поры аэрации).
9
Состав, свойства и режимы почв.
•
•
•
•
•
•
•
•
Физические свойства почв.
По А.Г. Дояренко, наиболее благоприятные условия
увлажнения и воздухообеспеченности наблюдаются при
соотношении между капиллярной и некапиллярной
пористостью около 1:1.
Н.А. Качинский предложил следующую оценку значений
пористости.
Оценка
Р%
>70
Почва вспушена, избыточно пористая
65-55
Культурный пахотный слой, отличная
55-50
Удовлетворительная для пахотного слоя
<50
Неудовлетворительная
40-25
Чрезмерно низкая
10
•
•
•
•
•
Состав, свойства и режимы почв.
Физические свойства почв
Удельная поверхность почв – суммарная (внешняя и
внутренняя) поверхность всех частиц почвы в единице
её веса или объёма.
Она выражается в м2/г (или м2/см3) и меняется от 1-2
м2/г в песчаных почвах до 200-300 м2/г в тяжёлых
глинистых почвах.
Удельная поверхность почв зависит, в первую очередь,
от количества илистых частиц, а также от степени
гумусированности почвы.
Она определяет степень взаимодействия корней
растений и почвы, извлечения питательных веществ из
почвы, содержание доступной растениям воды и пр.
В тоже время процессы почвообразования, связанные с
накоплением или выносом соединений железа и ила,
могут менять и удельную поверхность почв.
11
Состав, свойства и режимы почв.
Физико-механические свойства почв.
• Пластичность - способность почвы принимать приданную ей
во влажном состоянии форму без образования трещин и
сохранять её после прекращения внешнего воздействия.
Определяется содержанием ила и влаги в почве.
• Сухие и избыточно влажные почвы не обладает пластичностью.
Она проявляется в определённых пределах увлажнения.
• Верхний предел пластичности – влажность почвы, при которой
почва начинает течь; нижний – влажность почвы, при которой
она перестаёт скатываться в тонкий шнур без трещин
диаметром более 3 мм.
• Пластичность характеризуется числом Аттеберга. У песков оно
равно 0, супеси – 0-7, суглинков – 7-17, глин – более 17.
• Пластичность используется при полевом экспрес-определении
гранулометрического состава (скатывание шнуров, шаров), при
расчётах тяговых усилий тракторов по обработке почв.
12
Состав, свойства и режимы почв.
Физико-механические свойства почв.
• Липкость, или прилипание – способность почвенных частиц
во влажном состоянии прилипать к другим телам, в т.ч. к
почвообрабатывающей технике.
Проявляется при наличии илистых частиц и влаги.
Измеряется силой, выраженной в граммах и необходимой для
того, чтобы оторвать от поверхности почвы металлическую
пластинку, площадью в 1 см2.
По липкости почвы делятся на 4 группы: предельно липкие
(нагрузка отрыва составляет более 147 Па), сильно вязкие
(147-49), средне- ( 49-19,6) и слабовязкие (19,6 Па и менее).
13
Состав, свойства и режимы почв.
Физико-механические свойства почв.
• Набухание – свойство почв увеличивать свой объем при
увлажнении (коллоидные явления). Оно зависит от
величины илистой части почвы, её минерального состава,
сорбции влаги почвенными частицами и гидратации
обменных
катионов.
Наибольшая
набухаемость
свойственна минералам с расширяющейся решёткой –
монтмориллониту и вермикулиту, наименьшая-каолиниту.
Набухаемость
почвы
выше
при
насыщении
одновалентными
катионами
(Na+,
Li+),
чем
многовалентными. Максимальная величина набухания
может составлять 120-150%. Вычисляется по формуле:
Vнаб = (V1-V2 /V2)x100, %, где V1 – объём влажной почвы, V2
объём сухой почвы.
•
14
Состав, свойства и режимы почв.
Физико-механические свойства почв.
►
►
►
►
►
Усадка - способность почвы уменьшать свой объем при
высыхании. Явление обратное набуханию.
Предел усадки соответствует полному удалению влаги из
почвы и переходу её в твёрдую консистенцию.
Выражается в линейных и объемных величинах.
При усадке почва может покрываться трещинами, возможны
формирование структурных агрегатов, разрыв корней,
усиление испарения, изменение процессов разложения
органических веществ, увеличение аэробиозиса почвы.
Определяется по формуле:
Vус = (V1-V2 /V1)x100, %, где V1 – объём влажной почвы, V2
объём сухой почвы.
15
Состав, свойства и режимы почв.
Физико-механические свойства почв.
Связность
способность
почв
сопротивляться
разрывающему усилию, стремящемуся разъединить частицы
почвы или грунта.
Она обусловлена силами сцепления между частицами и
зависит от состава коллоидов и катионов. Наиболее связными
являются глины, малооструктуренные почвы, насыщенные
одновалентными катионами.
Связность измеряется в Па при испытании образцов почвы на
сдвиг, разрыв, раздавливание.
В лёгких почвах органическое вещество и некоторая
влажность увеличивают связность, в суглинистых, наоборот,
уменьшают. Связность почвы влияет на качество обработки и
сопротивление воздействию машин и орудий.
16
Состав, свойства и режимы почв.
Физико-механические свойства почв.
• Твёрдость – способность почвы сопротивляться сжатию и
расклиниванию под давлением тела определенной формы:
шара, конуса, цилиндра.
• Измеряется особыми приборами - твердомерами
(плотномерами) и выражается в кг/см2, или Па.
• Уменьшается при увеличении влажности почвы.
• Твёрдость зависит от гранулометрического состава,
влажности и состава насыщающих почву катионов. При
увлажнении её твёрдость уменьшается, при насыщении
одновалентными
металлами
–
увеличивается,
малогумусные,
неоструктуренные
почвы
твёрже
гумусовых, оструктуренных.
17
Состав, свойства и режимы почв.
Физико-механические свойства почв.
• Твёрдость используется при определении силы тяги
при обработке почв по формуле: Р = к.а.б, где а глубина пахоты, в см; б – ширина захвата плуга, в см; к
– удельное сопротивление почвы, варьирующее от 29,42
до 88,25 Па, или от 0,3 для песчаных до 0,9 кг/см2 для
тяжёлых целинных почв. Твёрдость прямо связана с
удельным
сопротивлением,
которое
определяет
трудоёмкость обработки почвы. Высокая твёрдость
почвы приводит к снижению всхожести семян и
оказывает сопротивление развивающейся корневой
системе растений.
18
Состав, свойства и режимы почв.
Тепловые свойства почв
• Теплопоглотительная способность – свойство почвы поглощать
лучистую энергию Солнца.
• Это свойство оказывает большое влияние на тепловые баланс и
режим почв.
Судят о теплопоглотительной способности почвы относительно
поступающей лучистой энергии по величине альбедо (%), которое
представляет собой долю отраженной поверхностью почвы энергии
ко всей поступившей.Альбедо идеально отражающей поверхности
равно 100, а абсолютно чёрного тела – 0.
Чернозём сухой ……………………………………………… 14 %
Чернозём влажный…………………………………………… 8-9
Песок сухой серый………………………………………
18
Песок белый или жёлтый…………………………………… 35-40
Серозём сухой……………………………………………….. 25-30
Высокая трава светлого цвета………………………………. 32
Снег…………………………………………………………... 70-80
19
Состав, свойства и режимы почв.
Тепловые свойства почв
• Теплоемкость почвы – свойство поглощать тепло
(количество калорий для нагрева 1 г сухой почвы на 10 С,
Дж/С 0), или 1 см3 почвы на 10 С, Дж/С 0 на 10).
• Теплоемкость коррелирует с влажностью почв. Она
зависит от тех свойств почв, которые влияют на
поглощение влаги, а именно от гидрофильности коллоидов,
содержания илистых частиц, наличия и характера
органического вещества.
• Весовая и объёмная теплоемкость сухих минеральных
почв, в среднем, варьирует в узких пределах,
соответственно, - 0,15-0,20 кал/г, и 0,5-0,6 кал/ см3.
• Влажные песчаные почвы имеют теплоёмкость, равную 0,7;
суглинки – 0,8; торф -0,9. Песчаные почвы, имея меньшее
количество влаги, прогреваются и остывают быстрее,
поэтому они считаются «тёплыми».
20
•
•
•
•
•
Состав, свойства и режимы почв.
Тепловые свойства почв.
При характеристике передачи тепла в почвах используют 2
величины: теплопроводность и температуропроводность.
Теплопроводность – свойство почвы проводить тепло с той или
иной скоростью. Она измеряется количеством тепла (Дж),
проходящем через 1- сантиметровый слой сухой почвы, площадью
в 1 сек.
Передача тепла происходит при тепловом взаимодействии
соприкасающихся между собой твёрдых, жидких, газообразных
частиц, а также конвекционно (испарение, перегонка, конденсация
влаги внутри почвы).
Температуропроводность - способность тела изменять
температуру под влиянием потока тепла. Измеряется изменением
температуры на 10 С при расстоянии 1 см через 1 см2 .
Гранулометрический
состав,
размер
частиц,
плотность,
содержание органического вещества, влажность – факторы,
определяющие тепло- и температуропроводность почв.
21
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства.
Количество поступающей в почву воды зависит от
климата, рельефа, типа и вида растительности,
гидрогеологии. Количество поступающей на поверхность
суши воды измеряется в мм водного слоя: 1мм осадков на
1 га соответствует 10 т воды. Для создания 1 г сухого
вещества растениям требуется от 200 до 1000 г воды.
Иными словами, на создание 400-500 т сухого вещества
потребуется 50-50 тыс. т воды, или 400-500 мм осадков.
Установлено, что в средней полосе России в
вегетационный период выпадает только 200-300 мм,
следовательно остальную часть влаги лесные древостои
берут из почвы, благодаря её водоудерживающей
способности.
22
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства. Формы воды.
• Категории (формы) и состояния почвенной воды (влаги).
• А.Ф. Лебедев первым предложил выделять разные
формы воды по их подвижности в почве.
• 1. Парообразная (в почвенной атмосфере);
• 2. Связанная:
• а) кристаллизационная и химически связанная вода;
• б) прочносвязанная (гигроскопическая,
• или сорбированная на поверхности почвы);
• в) рыхлосвязанная (пленочная и капиллярная);
• 3. Гравитационная: свободная, перемещающуюся в
почве под силой тяжести;
• 4. Твердая (лёд).
23
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства. Формы воды.
• Парообразная влага (в почвенной атмосфере) – влага в
форме пара, содержащегося в почвенном воздухе (между
почвенными частицами).
• Относительная влажность почвенного воздуха близка к 100%.
В парообразной форме влага двигается от тёплых слоёв почвы
к холодным, где конденсируется, при этом её часть
становится доступной для растений. С изменением
температуры почвы меняется и форма влаги (пар-конденсат).
• Связанная:
• а) кристаллизационная и химически связанная вода;
• б) прочносвязанная (гигроскопическая, или сорбированная на
поверхности почвы);
• в) рыхлосвязанная (пленочная и капиллярная).
24
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства. Формы воды.
• Кристаллизационная вода – это вода, входящая в состав
кристаллической решётки минерала. Влага может быть
удалена при нагревании до 105-1080 С.
• Химически связанная вода – это вода (в форме ионов),
входящая в состав вторичных глинистых минералов, солей
металлов. Она удерживается ионными и молекулярными
силами и не доступна для растений.
• Прочносвязанная (или гигроскопическая) вода – это вода
сорбированная на поверхности почвенных частиц, сила
притяжения при этом может достигает 10 000 атм.
Прочносвязанная вода образует пленку толщиной всего в 2-3
молекулы воды. Эта влага удерживается сорбционными
силами почвенных частиц (рис.).
25
26
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства. Формы воды.
• Гигроскопическая вода растениям недоступна. Она может
передвигаться только в парообразном состоянии и
находится в равновесии с влажностью почвенного воздуха.
• Рыхлосвязанная (пленочная) вода – это вода в форме
поляризованных ориентированных молекул воды H-OH,
удерживаемая за счет гидратирующей способности
обменных катионов.
По существу эта форма влаги по всем свойствам близка к
свободной воде и по степени подвижности и доступности
растениям занимает промежуточное место между
прочносвязанной влагой и свободной водой, но связанной
капиллярными силами.
27
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства. Формы воды.
• Рыхлосвязанная капиллярная вода имеет такую же плотность,
теплоемкость, но замерзает при более низкой температуре. Она
заполняет поры, поднимается по капиллярам от грунтовых вод
или заполняет капилляры после поступления воды сверху на
поверхность почв. Такую влагу называют капиллярноподвешенной. Капиллярная вода, поднимающаяся от грунтовых
вод, по мере подъема заполняет все более тонкие капилляры и
замедляет скорость подъема с высотой. В силу поверхностного
натяжения вода поднимается по капиллярам вверх до тех пор,
пока сила тяжести столбика жидкости не уравновесит силу
смачивания. В этом случае её называют капиллярно-подпёртой.
Установлено, что капиллярная кайма, т.е.
высота
капиллярного подъема в среднезернистых песках равна 15–30
см, мелкозернистых – 35–100 см, в супесях – 100–150 см, в
суглинках – 3–4 м. В глинах вода может подниматься на 8 м, а
в лессах на 4 м (за два года). При этом во влажной почве
капиллярный подъем происходит в 3-4 раза быстрее, чем в
сухой, где мешают поры, заполненные воздухом.
28
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства. Формы воды.
Интересно отметить, что в горизонтальном направлении
вода по капиллярам может распространяться в большей
степени, чем в вертикальном направлении. Именно по этой
причине на комплексных почвенных массивах с близким
расположением грунтовых вод влажность
почвы над
водонепроницаемом для воды и относительно сухим
солонцовым горизонтом В1 может быть высокой даже в
засушливые периоды года.
Гравитационная (свободная) вода – это вода, заполняющая
почвенные поры и способная перемещаться в них.
Представлена просачивающейся водой (осадков) и водой,
поднимающейся от грунтового потока. Просачивающаяся
вода стекает по капиллярам и задерживается в них, или
просачивается до водоупора, где она накапливается и
начинает двигаться по уклону водоупора, образуя почвенногрунтовый поток.
29
Состав, свойства и режимы почв.
Почвенно-гидрологические константы.
Водные свойства почвы.
• Влагоемкость, или водоудерживающая способность, свойство почвы поглощать и удерживать воду от стекания
под действием силы тяжести.
• Выделяют весьма влагоемкие (глины,
торф), слабо
влагоемкие (мел, мергель, глинистые и мелкозернистые пески,
лесс) и невлагоемкие (массивные
магматические
и
метаморфичечкие горные породы и грубообломочные породы галечники, гравий, песок). К примеру кварц имеет влагоемкость
0.08 л/м3, глина – 500 л/м3.
• Различают
максимальную
молекулярную,
наименьшую,
капиллярную и полную влагоёмкость почвы.
• Максимальная молекулярная (адсорбционная) влагоёмкость –
это максимальная гигроскопичность почвы (МГ), или
способность стабилизировать парообразную воду (1-5%). Когда
относительная влажность воздуха приближается к 100% почва
насыщается до максимальной гигроскопичности (0.1-1.0% в
песках, до 10-15% в глинах и 20-40% в органогенных почвах).
По МГ определяют влажность устойчивого завядания растений.
30
•
•
•
•
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства почвы.
Влажность устойчивого завядания (ВУЗ) растений
изменяется от 1-3% в песчаных почвах до 20% в
тяжелосуглинистых. ВУЗ примерно равна 1,5 МГ как нижнего
предела доступности влаги растениям.
Наименьшая, или полевая,
влагоёмкость (НВ) – это
наибольшее количество капиллярно-подвешенной влаги,
оставшейся после стекания её избытка при глубоком
залегании грунтовых вод.
НВ в песчаных почвах равна 3-5%, суглинстых и глинистых –
18-23%, а в оструктуренных суглинистых почвах может
достигать величины 35-38%.
Влажность разрыва капилляров (ВРК) - критическая
влажность, при которой замедляется рост растений. Для
суглинистых и глинистых почв ВРК составляет 65-70% НВ.
31
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства почвы.
• Капиллярная влагоёмкость – влага, удерживаемая почвой в
пределах капиллярной каймы.
Количество удерживаемой влаги зависит от мощности
почвенного профиля и высоты над УГВ (уровнем грунтовых
вод). В предельных случаях она равна полной пористости, т.е
варьирует от 26 до 40-45%.
Полная полевая влагоемкасть (ППВ) - наибольшее
количество влаги, которое может содержаться в почве при
условии заполнения всех пор. Величина ППВ равна общей
пористости (порозности) почвы. Она характеризует полную
водовместимость почвы. ППВ для разных почв варьирует от
30 до 80% от веса. Подстилка: 500-800% от веса или 28-64%
объема.
32
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства почвы.
• Водопроницаемость–свойство почвы пропускать через себя воду.
Скорость просачивания воды в почву по мере ее увлажнения
изменяется, и можно выделить по крайней мере три стадии:
первоначальное впитывание, просачивание и фильтрация.
Измеряется количеством мм водного слоя в 1мин (мм/мин).
Наилучшей водопроницаемостью (по Н.А. Качинскому) считается
та, когда при столбе воды 50 мм и t=+100C почва пропускает от
500 до 100 мм.
Водопроницаемость играет большую роль как в жизни почв, так и
сохранении почвенного плодородия. Высокая водопроницаемость
лесных подстилок обеспечивает впитывание влаги в почву после
ливней, таяния снега. Наоборот, низкая фильтрация, свойственная
уплотнённым
горизонтам,
способствует
образованию
поверхностного стока воды, развитию эрозионных процессов,
формированию внутрипочвенной верховодки, заболачиванию,
непродуктивному испарению влаги в атмосферу.
33
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства почвы.
По наблюдениям Н.Ф. Созыкина
в ельнике-черничнике
водопроницаемость сильноподзолистой суглинистой почвы после
удаления лесной подстилки уменьшалась в 3-4 раза, одновременно
резко возрос сток воды [Роде, 1955].
• Лесные почвы, как правило, благодаря агрегированности
обладают высокой водопроницаемостью.
• Но в солодях и глеево-подзолистых почвах даже под лесом горизонт
А2 обычно почти непроницаем для воды. В степных и лесостепных
районах аридного пояса подобная картина типична для солонцового
B1 и подсолонцового B2 горизонтов, а также слитых почв.
• Гумус в глинистых почвах увеличивает водопроницаемость, так как
склеивает почвенные частицы и обеспечивает их агрегацию. В этом
случае помимо
капиллярных пор,
в почве появляются
межагрегатные и внутриагрегатные поры. Первые обеспечивают
хорошую проницаемость влаги, а вторые ее поглощение и
накопление.
В
песчаных
почвах
гумус
уменьшает
водопроницаемость за счет повышения влагоемкости. Это является
одним из главных резервов поднятия ее плодородия.
•
34
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства почвы.
• Водоподъемность– свойство почвы обеспечивать капиллярный
подъём влаги от УГВ, образуя капиллярную кайму. Ведущим
фактором передвижения влаги являются менисковые капиллярные
силы, которые действуют противоположно силе тяжести. Высота и
скорость
поднятия
влаги определяются
грансоставом,
структурностью (агрегированностью), плотностью и влажностью
почвы. В песчаных почвах скорость поднятия влаги выше, чем в
глинистых, но высота подъема меньше, так как диаметр пор
больше, а капиллярных мелких пор мало. В глинистых почвах
поднятие влаги идет постепенно и медленно, но на большую
высоту. Потенциальная высота подъема влаги в песчаных почвах
менее 1 м, в суглинках около 3 м, а в глинистых превышает 6 м.
• При высокой иловатости поры очень мелкие и вода не может
преодолеть силы тяжести. В очень мелких порах повышается
вязкость почвенного раствора, уменьшается доля свободной воды за
счет связанной и повышается коэффициент внутреннего трения. По
этой причине нередко в высокодисперсных слитых и солонцеватых
почвах даже при уровне грунтовых вод менее 3 м высота
капиллярного подъема влаги не более двух метров.
35
Состав, свойства и режимы почв.
Особенности водных свойств лесных почв.
• Исследованиями установлено, что водные и физические
свойства подзолистых почв под лесом закономерно
изменяются по вниз по профилю. Так, порозность, НВ
уменьшаются книзу. МГ, ВУЗ уменьшаются до горизонта А2,
и увеличиваются в горизонте В, что объясняется
распределением илистой и коллоидной фракций, которые в
основном и связывают влагу.
• Лесные подстилки сильно отличаются по своим физическим и
водным свойствам от минеральных горизонтов почв. Так, её
удельный вес изменяется от 1,5 до 1,8, а плотность – от 0,4 до
0,2 г/см3. НВ – в 1,5-2,0 раза меньше ППВ.
Водопроницаемость –велика и измеряется сотнями мм
водного слоя в минуту. Подстилка предохраняет почву от
внешнего воздействия воды.
36
Состав, свойства и режимы почв.
Водные свойства почвы.
Доступность почвенной влаги растениям.
• На построение 1 т органической массы растения расходуют
от 200 до 1000 т воды. Для определения доступности
почвенной влаги растениям необходимо знать критический
для них уровень влажности. С этой целью применяют
следующую формулу: ВУЗ=МГх1,34. Объём продуктивной
(доступной растениям) влаги составляет разницу между НВ и
ВУЗ. Она выражается в мм толщины водного слоя и
вычисляется изучаемого объёма (слоя) почвы по формуле:
Зпр=0,1хПхМх(В-ВУЗ), где, Зпр- запас продуктивной влаги,
мм; П-плотность почвы, г/см3; М-мощность почвенного слоя,
см; В-влажность почвы, % от абсолютно сухой почвы; ВУЗ –
влажность устойчивого завядания растений, % от абсолютно
сухой почвы; 0,1-коэффициент перевода, мм водного столба.
• Запас воды в 1 мм водного слоя равен 10 м3/га.
37
Шкала оценки запасов влаги в почвах
Слой, см
Запасы воды, мм
Качественная оценка
0-20
>40
Хорошие
40-20
Удовлетворительные
<20
Неудовлетворительные
>160
Очень хорошие
160-130
Хорошие
130-90
Удовлетворительные
90-60
Плохие
<60
Очень плохие
0-100
38
Контрольные вопросы.
1. Понятие о почвенной структуре.
2. Что входит в понятие общих физических свойств почв?
3. Дайте определение общим физическим свойствам почв
(плотности, пористости, удельной поверхности).
4. Раскройте содержание физико-механических свойств почв, таких
как пластичность, липкость, усадка, набухание, связность,
твёрдость).
5. Охарактеризуйте тепловые свойства почв (теплопоглотительная
способность, теплоёмкость, теплопроводность).
6. Формы воды.
7. Водные свойства (водоудерживающая и водоподъёмная
способность, влагоёмкость, водопроницаемость, константы).
8. Особенности водных свойств лесных почв.
9. Доступность почвенной влаги растениям (шкала оценки её
запасов).
39