Лучшей структурой почвы является
Лучшей структурой почвы является
1. Лучшей структурой почвы является: зернистая.
2. Какой механический состав имеют почвы, которые содержат 58% песка? Супесь.
3. Биологические остатки перегнивают под воздействием живущих в земле: бактерий и грибков.
4. Способностью удерживать перегной обладают: известняки.
5. Найдите соответствие типа почв природной зоне:
II. Ответьте на вопросы:
1. Кто основатель науки о почвах? Докучаев В.В.
2. Как различаются почвы по механическому составу? По соотношению минеральных обломков, в зависимости от горной породы (глинистые, суглинистые, супесчаные, песчаные).
III. Вставьте пропущенные слова.
IV. Каким терминам даны определения:
1.Растительное сообщество с преобладанием хвойных деревьев-это тайга.
2. Растительное сообщество состоящее из разнотравья, формируется на чернозёмах при недостаточном увлажнении-это степь.
3. Эти ресурсы делятся на ресурсы растительного и животного мира-биологические ресурсы.
4. Природные богатства, которые использует человек в хозяйственной деятельности-природные ресурсы.
5. Ресурсы, способствующие восстановлению здоровья человека-рекреационные ресурсы.
V. Ответьте на вопросы:
1. Как приспособились к условиям среды обитания животные тайги? У них есть длинный и густой мех, защитный окрас, многие впадают в спячку.
2. Почему животные лесов не собираются в стада, как животные тундры и степей? В лесу поодиночке легче прятаться от хищников.
3. Что дают человеку животные?Мясо, шерсть, шкуру, молоко, яйца, жир, шёлк, транспортные услуги.
VI. Дайте определения понятиям:
Почва-это верхний плодородный слой земли.
Почвенный разрез-это вертикальный срез почвы, по которому легко можно описать слои почвы, их границы.
Плодородие-это способность почвы обеспечивать растения питательными веществами.
Структура почвы-это строение твёрдых частиц почвы и их способность соединяться в комочки с помощью гумуса и других составляющих.
Земельные ресурсы-это часть земли, которая пригодна для проживания и ведения хозяйственной деятельности человеком.
Мелиорация земель-это комплекс мероприятий, направленный на улучшение земель с целью получения высоких урожаев.
Почвенные ресурсы-это часть земельных ресурсов, которая используется в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве.
Тест по теме «Образование почв» 8 класс
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.
Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.
Тест по теме «Образование почв» 8 класс
1. Почва отличается от горной породы:
а) плодородием в) твердостью
2. Какие почвы имеют горизонт вымывания:
а) черноземы в) тундрово-глеевые
3. Материнская порода – это горизонт:
4. Поставщиками основной массы органического вещества в почву служат:
а) растения в) млекопитающие
5. Плодородие почвы зависит от наличия в ней:
б) минеральных солей г) гумуса
а) комковатая в) пылеватая
7. Какой механический состав имеют почвы, которые содержат 58% песка:
а) супесь в) суглинок
8. Биологические остатки перегнивают под воздействием живущих в земле:
а) личинок насекомых в) бактерий
б) червей г) грибков
10. Какие почвы формируются в умеренно-континентальном климате при достаточном увлажнении под широколиственными лесами?
а) подзолистые в) серые лесные
Тест по теме «Образование почв» 8 класс
1. Почва отличается от горной породы:
а) плодородием в) твердостью
2. Какие почвы имеют горизонт вымывания:
а) черноземы в) тундрово-глеевые
3. Материнская порода – это горизонт:
4. Поставщиками основной массы органического вещества в почву служат:
а) растения в) млекопитающие
5. Плодородие почвы зависит от наличия в ней:
б) минеральных солей г) гумуса
6. Лучшей структурой почвы является:
а) комковатая в) пылеватая
7. Какой механический состав имеют почвы, которые содержат 58% песка:
а) супесь в) суглинок
8. Биологические остатки перегнивают под воздействием живущих в земле:
а) личинок насекомых в) бактерий
б) червей г) грибков
9. Способностью удерживать перегной обладают:
10. Какие почвы формируются в умеренно-континентальном климате при достаточном увлажнении под широколиственными лесами?
а) подзолистые в) серые лесные
Тест по теме «Образование почв» 8 класс
2. Почва отличается от горной породы:
а) плодородием в) твердостью
2. Какие почвы имеют горизонт вымывания:
а) черноземы в) тундрово-глеевые
3. Материнская порода – это горизонт:
4. Поставщиками основной массы органического вещества в почву служат:
а) растения в) млекопитающие
5. Плодородие почвы зависит от наличия в ней:
б) минеральных солей г) гумуса
6. Лучшей структурой почвы является:
а) комковатая в) пылеватая
7. Какой механический состав имеют почвы, которые содержат 58% песка:
а) супесь в) суглинок
8. Биологические остатки перегнивают под воздействием живущих в земле:
а) личинок насекомых в) бактерий
б) червей г) грибков
9. Способностью удерживать перегной обладают:
10. Какие почвы формируются в умеренно-континентальном климате при достаточном увлажнении под широколиственными лесами?
а) подзолистые в) серые лесные
Тест по теме «Образование почв» 8 класс
2. Почва отличается от горной породы:
а) плодородием в) твердостью
2. Какие почвы имеют горизонт вымывания:
а) черноземы в) тундрово-глеевые
3. Материнская порода – это горизонт:
4. Поставщиками основной массы органического вещества в почву служат:
а) растения в) млекопитающие
5. Плодородие почвы зависит от наличия в ней:
б) минеральных солей г) гумуса
6. Лучшей структурой почвы является:
а) комковатая в) пылеватая
7. Какой механический состав имеют почвы, которые содержат 58% песка:
а) супесь в) суглинок
8. Биологические остатки перегнивают под воздействием живущих в земле:
а) личинок насекомых в) бактерий
б) червей г) грибков
9. Способностью удерживать перегной обладают:
10. Какие почвы формируются в умеренно-континентальном климате при достаточном увлажнении под широколиственными лесами?
а) подзолистые в) серые лесные
Тест по теме «Образование почв» 8 класс
3. Почва отличается от горной породы:
а) плодородием в) твердостью
2. Какие почвы имеют горизонт вымывания:
а) черноземы в) тундрово-глеевые
3. Материнская порода – это горизонт:
4. Поставщиками основной массы органического вещества в почву служат:
а) растения в) млекопитающие
5. Плодородие почвы зависит от наличия в ней:
б) минеральных солей г) гумуса
6. Лучшей структурой почвы является:
а) комковатая в) пылеватая
7. Какой механический состав имеют почвы, которые содержат 58% песка:
а) супесь в) суглинок
8. Биологические остатки перегнивают под воздействием живущих в земле:
а) личинок насекомых в) бактерий
б) червей г) грибков
9. Способностью удерживать перегной обладают:
10. Какие почвы формируются в умеренно-континентальном климате при достаточном увлажнении под широколиственными лесами?
а) подзолистые в) серые лесные
Курс повышения квалификации
Профессиональные компетенции педагога в рамках Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» №273-ФЗ от 29.12.2012
Курс повышения квалификации
Теория и методика педагогического проектирования
Курс повышения квалификации
Смешанное обучение
«Домашнее обучение. Лайфхаки для родителей»
Дистанционные курсы для педагогов
Видеолекции для
профессионалов
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
5 877 773 материала в базе
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Другие материалы
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Настоящий материал опубликован пользователем Полуэктова Марина Владимировна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Автор материала
Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов
Дистанционные курсы
для педагогов
663 курса от 690 рублей
Выбрать курс со скидкой
Выдаём документы
установленного образца!
«Профилактика насилия в школьной среде»
«Современное содержание и практические аспекты социализации и воспитания школьников: инструменты и возможности образовательных организаций»
«Изучение художественного текста на уроках литературы: восприятие, анализ, виды и формы работы с текстами разных родов»
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Структура почвы
Частички почвы при склеивании образуют агрегаты, разные по величине и форме, и носят название структурных. Под структурой почвы понимают отдельности (агрегаты, комочки) разной величины, формы, на которые она распадается в спелом состоянии при рыхлении. Каждый комочек состоит из гранулометрических элементов, соединенных в макро- и микроагрегаты гумусом, корнями растений и др. Почва может быть структурной и бесструктурной. В последней гранулометрические элементы находятся в раздельночастичном состоянии. Примером бесструктурных почв могут быть песчаные: в них мало глинистых частичек и гумуса. Между структурными и бесструктурными почвами могут встречаться переходные, в которых структура выражена слабо. В зависимости от формы агрегатов различают три типа структуры – агрегатов различают три типа структуры – кубовидная, призмовидная, плитовидная (рис.2).
Кубовидная структура имеет отдельности, одинаково развитые по трем осям. Подразделяется на роды: глыбистая, комковатая, ореховатая, зернистая, пылеватая.
1 – кубовидная: а – комковатая б – ореховатая, в – зернистая, г – глыбистая; 2 – призмовидная: д – столбчатая, е – призматическая; 3 – плитовидная: ж плитчатая, з – чешуйчатая.
Призмовидная структура характеризуется преимущественным развитием отдельностей по вертикальной оси. Подразделяется на столбчатую и призматическую.
В плитовидной структуре отдельности развиты в основном по двум горизонтальным осям. Подразделяется на плитчатую и чешуйчатую.
Наиболее распространена структура комковатая (тип кубовидной). Оптимальный размер комков 3–5 мм. Они характерны для черноземных почв. Образование структурных агрегатов происходит под влиянием корневой системы, которая уплотняет частицы почв, гумуса и гидрооксидов железа (они склеивают частички), а кальций и магний цементируют их. Структура почвы не всегда прочная, и ее разрушает техника и соединения натрия (в аридном климате). Указанных химических элементов в почвах Беларуси очень мало, поэтому структурные агрегаты непрочные.
В зависимости от размеров агрегаты группируются следующим образом. Агрегаты более 10 мм называют глыбами, от 10 до 0,25 мм – макроагрегатами, менее 0,25 мм – микроагрегатами.
В почвенных горизонтах структурные отдельности обычно не бывают одного размера и формы. Часто структура в них смешанная. Например: комковато-зернистая, комковато-пылеватая и др.
Различным почвенным горизонтам свойственна определенная структура. Так, гумусовые горизонты характеризуются комковатой, зернистой (чернозем, дерновая почва) или мелкокомковатой, комковато-порошистой (дерново-подзолистая почва) структурой.
Для подзолистых горизонтов свойственна непрочнолистоватая, пластинчатая структура или вообще ее отсутствие. Иллювиальные горизонты чаще имеют призматическую или ореховатую структуру.
Образование структуры происходит при наличии давления (от воздействия корневых систем растений, животных, замерзания, высыхания почвы и др.) и клеющего вещества. В качестве последнего выступают коллоиды, главным образом гумусовые. Водопрочная структура образуется в случае коагуляции коллоидов (образование геля) катионами кальция и магния. При такой структуре почва после дождя не заплывает, на ней не образуется корка, затрудняющая поступление кислорода к корням растений.
Следует отметить весьма важную роль дождевых червей в образовании почвенной структуры. С агрономической точки зрения почва считается структурной, если комковато-зернистые водопрочные агрегаты размером от 10 до 0,25 мм составляют более 55%.
Плодородная почва – почва структурная. Она легко крошится при вспашке, лучше противостоит водной и ветровой эрозии. В структурной почве хорошо сочетается водный, воздушный и тепловой режимы. А это положительно воздействует на развитие биологических процессов, на режим питания растений.
Бесструктурные суглинистые почвы плохо впитывают воду, а ее сток может вызвать эрозию; вода и воздух в таких почвах антагонистичны. В бесструктурных почвах вода теряется в результате интенсивного капиллярного поднятия, что может привести к пересушиванию почвы, ухудшению обеспечения растений водой, элементами питания. Для получения хороших урожаев на бесструктурных почвах необходимо постоянно заботиться о высоком уровне агротехники.
Почвенную структуру могут разрушить механические факторы (передвижение по полям техники, животных, град и др.), а также физико-химические процессы, связанные с внесением в почву физиологически кислых удобрений, вытесняющих из почвы катионы кальция и магния.
Для образования и сохранения почвенной структуры необходимо систематически и в достаточном количестве вносить органические удобрения, известковать кислые почвы, обрабатывать почву в состоянии физической спелости. Хорошие результаты дают посевы многолетних трав (клевер с тимофеевкой), сидеральных культур.
Структура почвы
Такая основополагающая характеристика почвы, как структура, зависит, прежде всего, от ее состава и содержания в ней перегноя, что в свою очередь определяет степень активности почвенной фауны, способность почвы поглощать, удерживать влагу и образовывать сильную капиллярную систему, доставляющую воду из нижних слоев почвы к верхним, ее теплообмен и воздухопроницаемость. Под структурой почвы понимается пространственное упорядочивание твердых почвенных
частиц и пространств между ними — пор. В идеале почва должна состоять на 50 % из твердых частиц почвенного материала и на 50% из закрытых или сетеобразных пустот, заполненных воздухом и водой.
Большая часть почвенной массы состоит из минеральных частиц, до 10% почвенного состава приходится на органические субстанции, такие, как гумус и обитающие в его среде многочисленные почвенные организмы, оставшаяся часть приходится на каверны между твердыми частицами почвы, заполненные почвенной влагой и воздухом. Принятая классификация типов почв основана на процентном содержании в них минеральных и органических частей. Так, песок, являющийся основой песчаных почв и в значительной мере входящий в состав суглинистых почв, образован из зерен величиной от 0,05 до 2 мм. Такая достаточно крупная структура почвенных твердых частиц обусловливает образование обширных пространств между ними и определяет такие качества почв, как высокая воздухо- и водопроницаемость и быстрая прогреваемость.
Глинистые частицы, напротив, не превышают по величине 0,003 мм и заполняют собой все физическое пространство почвы, образуя очень плотную структуру с небольшим количеством пустых пространств. Поэтому глинистые почвы характеризуются низкой воздухо- и водопроницаемостью, медленной прогреваемостью, а также тенденцией к возникновению застойных процессов.
Плотная, или монолитная, структура почвы, которой отличаются тяжелые почвы с повышенным содержанием глинистых частиц, не очень благоприятна для растений. Она плохо пропускает воду и воздух, препятствует росту и свободному размещению корней. Из-за недостаточного воздухо- и водоснабжения такой почвы в ней ограничена биологическая активность микроорганизмов, а значит, снижен уровень содержания продуктов их жизнедеятельности и питательных веществ. Особенно сильно слитная структура почвы проявляется после попадания на нее влаги, когда растворившиеся глинистые частицы заполня-т собой все пространство, образуя так называемый бетонный грунт.
Песчаная, или, что еще хуже, пылевидная, структура почвы также неблагоприятна для растений. Из-за своей чрезмерной сыпучести твердые почвенные частицы не образуют комков, вода быстро поглощается и не удерживается почвой, уходя в нижние слои и не: сдерживаясь в почвенном слое. Вода уносит с гобой растворенные питательные вещества, некоторые растения просто не успевают усваивать и потому страдают от недостатка воды и питательных веществ. Растения плохо укореняются в таких почвах, ибо корневая система не удерживается в рыхлой структуре. Песчаные и пылевидные почвы быстро прогреваются и быстро остывают, так как отсутствует влага, способная регулировать температурный режим и поддерживать температурный баланс почвы.
Метод фитоиндикации почвы
Преобладание определенной растительности на тех или иных участках позволяет делать выводы о структуре, состоянии почвы и ее свойствах. Таким образом, проанализировав растительность на участке почвы, можно приблизительно определить, с каким типом почвы мы имеем дело. Если растительный покров на участке почвы редкий, это свидетельствует о невысоком природном плодородии. Высокая густая растительность, состоящая из крепких здоровых и внешне сильных растений, говорит о хорошем состоянии почвы, насыщенности ее питательными веществами. Преобладание в растительном покрове влаголюбивых растений свидетельствует о близком залегании грунтовых вод.
Почвы с высоким содержанием азота — крапива двудомная, осот, мята, крестовик обыкновенный.
Почвы с низким содержанием азота — клевер полевой, лядвенец, ясколка, льнянка.
Истовценные почвы — ромашка аптечная, пастушья сумка.
Уплотненные почвы — подорожник большой, лапчатка гусиная, лисохвост.
Перегнойные почвы — звездчатка средняя, вероника полевая, яснотка пурпурная, одуванчик лекарственный, поповник.
Переувлажненные и заболоченные почвы — влаголюбивая растительность, осока, хвощ, пикуль-ник, щучка, камыш.
Наиболее благоприятной для всех видов растений является мелкокомковатая, или зернистая структура почвы, когда отдельные твердые почвенные частицы образуют комки диаметром до 8—10 мм. В силу наличия достаточных пространств между отдельными комками такая почва характеризуется хорошей водопроницаемостью, способностью усваивать, накапливать влагу, формировать сильную капиллярную систему, подающую влагу к всасывающим корням растений, а также отличной воздухопроницаемостью и быстрой прогреваемостью солнечными лучами. Рыхлая рассыпчатая структура почвы зависит от глинисто-гумусного сочетания ее различных составных частей, которые возникают в результате жизнедеятельности многочисленных почвенных организмов, смешивания
От размера твердых почвенных частиц зависит структура почвы и ее основные свойства
минеральных и органических частей почвы и «склеивания» их в процессе усвоения микроорганизмами, бактериями и другими представителями биологической среды почвы. В конечном счете целью любого процесса обработки является достижение рыхлой структуры почвы при сохранении ее комплексного состава.
Важным механическим показателем состояния почвы является ее плотность, которая просто определяется опытным путем при любых формах механической обработки. Повышенной плотностью характеризуются некоторые типы солонцовых почв, их практически невозможно копать лопатой, необходимы инструменты, разбивающие их структуру, такие, как лом, кирка, заступ. Плотные почвы трудно обрабатывать, для вскапывания лопатой и разбивания пластов и комьев необходимо значительное усилие. Плотными обычно бывают глинистые почвы и более низкие горизонты суглинистых почв. Рыхлые почвы характеризуются легкостью для обработки, вскапываются лопатой с минимальным усилием, выбранные пласты земли сами рассыпаются на комки и более мелкие структурные комочки. Такой плотностью обычно обладают гумусные и хорошо возделанные почвы.
Сыпучие почвы представляют определенную трудность для обработки, так как при выкапывании ямы или траншеи осыпаются края и стенки, возникает бесформенность. Такая рассыпчатая масса почвы характерна для супесчаных почв.
От структуры почвы зависит такая важная ее характеристика, как почвенная сорбция. Свыше 80 % выпадающих атмосферных осадков попадает при инфильтрации в почву, чтобы усваивать эти огромные естественные количества воды, почва должна в полном объеме выполнять фильтрующие и водоаккумули-рующие функции, то есть обладать хорошей сорбцией.
Под почвенной сорбцией понимают способность почвы поглощать влагу из окружающей среды, накапливать и удерживать ее, а также задерживать и связывать питательные вещества, микроэлементы, соли и другие субстанции в своем составе. В данном случае можно говорить о физически и биологически связанных веществах.
От сорбции почвы зависит и такая ее характеристика, как влаговместимость. Степень влаговместимости показывает, какое количество осадков может быть поглощено, усвоено и позже использовано почвой, а какое окажется избыточным. Избыточное количество осадков, не усвоенное почвой, стекает по ее поверхности и подвергает эрозии пахотный слой. Таким образом, от влаговместимости зависит долговечность целостности почвенного покрова. Наилучшей сорбционной способностью и влаговместимостью характеризуются почвы с достаточно рыхлой пористой зерни-сто-комковатой структурой, способные удерживать растворяемые водой питательные вещества и преобразовывать их в процессе полноценного обмена веществ в приемлемую для усвоения растениями форму. Песчаные почвы не отличаются хорошей сорбцией, и ценные питательные вещества вымываются, уходя вместе с водой в недоступные для корней растений глубинные слои почвы. В глинистых почвах, напротив, любое перемещение накопленной влаги с растворенными в ней питательными веществами крайне ограниченно, поэтому питание растений и процесс обмена веществ затруднены.
К корням растений влага поступает в результате процесса, обратного инфильтрации или впитыванию влаги. В ходе этого процесса вода из толщи почвы движется в направлении к поверхности по системе тонких волосяных сосудов — капилляров, а сам процесс носит название капиллярного подъема воды. Поднимаясь к верхним слоям почвы, влага поступает в распоряжение корневой системы растений, а частично испаряется с поверхности почвы. Капиллярность почвы также зависит от ее структуры. На песчаных почвах капиллярный подъем через горизонт грунтовых вод сначала идет быстро, но достигает лишь небольшой высоты по сравнению с глинистыми почвами с медленным процессом и более высоким подъемом. Важной характеристикой почвы является ее способность поглощать солнечное тепло. От этого зависит тепловой режим почвы в целом, что влияет на развитие растений, которое происходит в определенных условиях температурного режима. Изменения температурного режима почвы в сторону повышения или понижения могут отрицательно сказаться на прорастании семян и последующем развитии растений. На способность почвы поглощать тепло влияет целый ряд факторов:
структурный состав почвы: чем больше в почве крупных частиц (песка), тем быстрее она нагревается и меньше тепла требует для достижения определенного температурного показателя;
цвет почвы: темные почвы лучше аккумулируют тепло, так как темная поверхность быстрее нагревается, весной темные почвы быстрее оттаивают;
уровень содержания влаги в почве: сухие почвы нагреваются значительно быстрее, чем влажные, степень прогревания почвы вглубь также выше;
степень насыщенности почвы гумусом и другими органическими субстанциями: гумусные почвы прогреваются лучше и быстрее за счет темного цвета, рыхлой пористой структуры, обеспечивающей теплопроводность, и оптимального содержания влаги в составе почвы.
Следует помнить, что структуру почв можно в значительной степени корректировать, изменять и, порой, кардинально улучшать.
Прежде чем принимать какие-либо меры по улучшению структуры почвы, ее химического состава, по обогащению ее питательными
Правила отбора почвы на пробу
На площади участка в 15—20 местах сделать
ям ки глубиной на штыклопаты. Совкам соскрести
в еществами, следует произвести анализ почвы, чтобы любые действия носили целенаправленный характер.
Анализ почвы выявит ее состав, уровень содержания различных химических элементов и соединений, набор минеральных веществ, степень содержания гумуса, кислотную реакцию почвы и множество других параметров.
Лучшей структурой почвы является
Агрофизика – наука о физических основах формирования урожая, изучающая физические, физико-химические и биологические процессы в системе “ почва-растение-деятельный слой атмосферы”, основные закономерности продукционного процесса, разрабатывающие научные основы, методы, технические, математические средства и агроприемы рационального использования природных ресурсов, повышения эффективности и устойчивости агроэкосистем, земледелия и растениеводства в полевых и регулируемых условиях.
Почва, ее физические свойства – это одно из центральных понятий продукционного процесса. Почва обеспечивает растения питательными веществами и водой, она преобразует солнечную радиацию в тепло, хранит это тепло, являясь теплым “одеялом” для семян растений, она впитывает осадки, сохраняет воду, избавляясь от ее избытков и предоставляя воздуху свободно циркулировать в поровом пространстве. Почва обладает свойствами аккумулировать и выделять, проводить и трансформировать вещества и энергию.
Структура почвы
В почвах механические элементы находятся в раздельно-частичном состоянии или соединяются под действием разнообразных сил в комки разной формы и размера, которые называют почвенными агрегатами.
Почвенный агрегат (структурная отдельность) – представляет собой определенной количество механических элементов, объединенных в единое целое в результате слипания и склеивания под влиянием абиотических и биотических факторов. Совокупность агрегатов различного размера, формы и качественного состава называют почвенной структурой, а способность почвы распадаться на агрегаты при механическом воздействии – структурностью.
Милановский Е.Ю. и Шеин Е.В. подмечают, что если из комочка чернозема сделать тонкий срез и рассмотреть его в микроскоп, то можно увидеть соединенные друг с другом частички с просвечивающей между ними пустотой – поровым пространством. В нем как раз и сохраняются вода и питательные вещества, живет и функционирует почвенная биота. Крупные отдельные частицы – это кусочки минералов и горных пород (песчинки, пылинки и др.). Они когда-то составляли геологическую породу, на которой и образовалась почва с характерной структурой. Теперь эти минеральные частицы соединены между собой прочной, но пластичной связью, которая не рвется даже при проникновении воды. В то же время при насыщении агрегата водой возникают очень большие силы, стремящиеся отодвинуть частицы друг от друга. Физико-химический характер этих сил можно пояснить на схеме (рис. ). На поверхности минеральных частиц, расположенных рядом и омывающихся водой, образуется некоторый, как правило, отрицательный электрический заряд. К таким частицам обязательно подойдут из раствора положительно заряженные катионы. Они окружат их, формируя поверхностный слой. Но вот что интересно: в межчастичном пространстве количество катионов окажется значительно больше, чем в окружающей воде.
Рис. Срез агрегата чернозема обыкновенного (по: Качинский Н.А. Структура почвы. М., 1963).
1 — микроагрегаты; 2 — крупные минеральные частицы; 3 — органический цемент; 4 — видимые микропоры.
В настоящее время (Зубкова, Карпачевский), считают: структура почвы определяется как способ упаковки разных по минералогическому составу, размеру и химическим свойствам почвенных частиц.
По мнению этих авторов, склеивание механических элементов происходит под действием следующих условий:
- Гумусовых веществ
- Оксидов железа, кальция, алюминия
- Коллоидных частиц
- Корней растений (при дроблении более крупных)
- Вертикальное и горизонтальное растрескивание почвенной массы
- Водной среды
Кроме размера агрономическая ценность структуры характеризуется связностью (механическая прочность), водопрочность и пористостью агрегатов.
Под связностью понимают способность агрегатов не разрушаться при механическом воздействии. Связность возрастает с увеличением количества илистых и коллоидных частиц, участвующих в формировании агрегатов. Высокую механическую прочность имеют агрегаты глинистых и тяжелосуглинистых по гранулометрическому составу иллювиальных горизонтов. В сухом состоянии они разрушаются с большим трудом, однако в воде легко распадаются на механические элементы.
Агрономически ценная структура должна отличаться не только механической прочностью, но и водопрочностью.
Водопрочность – это способность агрегатов длительное время противостоять размывающему действию воды. Она зависит от качества материала, склеивающего механические элементы.
Свойство почвы образовывать устойчивые агрегаты – это свойство почвенной структуры, пожалуй, самое важное структурное и функциональное свойство почвы. Агрегат характеризуется тем, что связи внутри него, между отдельными частицами (в микроагрегате) или микроагрегатами (в макроагрегате) выражены сильнее, чем между агрегатами. Поэтому в почве и выделяются отдельные агрегаты, что свидетельствует о том, что почвенная структура представлена рассыпчатым, зерноподобным, агрегированным веществом, а не единой монолитной массой. Чем лучше выражена эта структура, чем устойчивее к воздействию воды и механических нагрузок почвенные агрегаты, тем лучше функционирует почва, тем выше и устойчивее ее продуктивность.
Хорошая структура определяет и хорошее проникновение влаги, за счет пониженной плотности повышается ее порозность, и почва способна вместить и удержать большое количество воды, питательных веществ, в ней лучше движутся газы, активнее газообмен.
Почва должна сохранять свою уникальную комковато-зернистую структуру после обильных осадков и последующего легко подсушивания, когда образуется не плотная непроницаемая для газов и воды корка, а вновь хорошо различимые почвенные комочки и агрегаты.
Во всех теориях структурообразования отсутствует главный действующий “герой” практически всех почвенных процессов – вода. Без нее все события в формировании почвенной структуры кажутся разобщенными, не связанными друг с другом. В последнее время родилась идея, что основную роль в природном клее должно играть органическое вещество почвы, которое затрудняет быстрое поступление воды в межчастичное пространство, препятствует возникновению высоких расклинивающих давлений и разрыву агрегата. Чтобы разъяснить эту идею, попробуем поставить эксперимент.
Рис. Схема возникновения расклинивающего давления между отрицательно заряженными минеральными частицами. Стрелками указано направление движения воды в пространство с положительно заряженными сорбированными катионами.
Возьмем две стеклянные трубки. Внутреннюю поверхность одной из них смажем вазелином. Опустим концы трубок в воду и скоро увидим, что в чистой трубке вода поднялась на некоторую высоту, а в смазанной вазелином, напротив, опустилась ниже первоначального уровня. Причина этого эффекта связана с различными свойствами поверхности. По чистому стеклу вода хорошо растекается – оно гидрофильно. Поверхность, отталкивающая воду (в нашем случае покрытая вазелином), гидрофобна.
А что, если нечто подобное происходит и в почвенных агрегатах? Но для этого необходимы следующие условия: гумусовые вещества, вырабатываемые микроорганизмами из растительных остатков, должны обладать гидрофобными свойствами и при этом прочно удерживаться на гидрофильной (аналогичной стеклу) поверхности минеральных частиц. Значит, почвенные органические молекулы должны иметь как гидрофильные, так и гидрофобные свойства, или, как говорят биохимики, быть амфифильными. Тогда в почвенной поре молекула органического вещества одной своей частью (гидрофильной) прочно удерживается на поверхности минеральной частицы, а другой (гидрофобной) – ориентируется внутрь, в межчастичное пространство. Вода в такую пору поступает медленно. Это очень важно. Именно медленно, без закупоривания пор и разрыва агрегатов защемленным воздухом. При этом комочки увеличиваются в объеме, набухают. Почва как бы становится единой глинистой массой. Органические молекулы гумуса своими гидрофобными окончаниями держатся друг за друга, не позволяя молекулам воды разорвать гидрофобные связи. Чем больше гидрофобных окончаний, тем устойчивее агрегаты и тем сильнее они противостоят расклинивающему действию воды. Теперь эту гипотезу следует доказать экспериментально.
Сохранение структурности почвы – важнейшая задача при ее обработке. При обработке почвы следует учитывать следующие правила:
2. Общие физические свойства почв
К общим физическим свойствам почв относят:
1. ПЛОТНОСТЬ СЛОЖЕНИЯ (ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ)
Плотность сложения (dv) – это масса абсолютно сухой почвы (М) в единице объема почвы (V) со всеми свойственными естественной почве пустотами, выраженная в г/см3:
Плотность почвы более вариабельный показатель, чем плотность твердой фазы (см. далее). Она изменяется во времени и пространстве, особенно в верхних горизонтах, подвергающихся постоянному воздействию климатических, биологических и антропогенных факторов.
Плотность почвы – это одно из основных фундаментальных свойств почвы. Плотность определяет соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами. Величину плотности почв определяют многие причины. Большое значение имеет минералогический состав твердой фазы почвы, присутствие органического вещества. Тяжелые минералы в почве способствуют увеличению плотности, а легкие понижают ее. Большое количество органических веществ уменьшает плотность.
Но в большей степени величины плотности почв зависят от их сложения и структурного состояния. Рыхлые почвы с зернистой и комковатой структурой, с большой пористостью обусловливают малые величины плотности. Почвы же бесструктурные, слитые характеризуются повышенными значениями плотности. Почвы могут уплотняться под влиянием прохода тяжелых сельскохозяйственных машин, выпаса скота, поливов. Плотность увеличивается в глубоких горизонтах почвы, что приводит к необратимому снижению уровня плодородия. Это наблюдается как под пропашными и зерновыми культурами, так и под многолетними насаждениями.
Плотность почвы в среднем определяется величинами 1,2-1,4 г/см3. К ним оказались экологически приспособленными большинство растений. При этом, как правило, складываются экстремальные условия для живых организмов в почвенной среде.
Оценка плотности сложения по Качинскому (1965), используемая в РФ представлена в таблице:
| Плотность, г/см3 | Оценка |
| 1,2 | Пашня уплотнена |
| 1,3-1,4 | Пашня сильно уплотнена |
| 1,4-1,6 | Типичные величины для подпахотных горизонтов различных почв |
| 1,6-1,8 | Сильно уплотненные иллювиальные горизонты почв |
Плотность минеральных почв изменяется от 0,9 до 1,8 г/см3, а у торфяно-болотных – от 0,15 до 0,40 г/см3.
Отклонение от оптимальной величины плотности в любую сторону приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Плотность сложения почвы имеет важное агрономическое значение, поскольку сильно влияет на условия жизни растений и почвенных микроорганизмов.
Сильно уплотненная сухая почва оказывает большое сопротивление развитию корневой системы растений. Для обработки такой почвы требуются дополнительные энергетические затраты. При уплотнении почвы сокращается количество макропор и крупных капилляров, увеличивается доля горизонтально ориентированных пор. В результате этого снижается предельно-полевая влагоемкость (НВ), ухудшается газообмен почвы, возрастает содержание влаги, недоступной для растений. Плотные почвы имеют плохую водопроницаемость, поэтому значительное количество воды, поступающей на их поверхность, не проникает в глубь профиля, а испаряется или же при наличии уклона формирует поверхностный сток, вызывая развитие эрозии.
На переуплотненных почвах снижается эффективность минеральных удобрений. При сильном увлажнении в плотных почвах все поры заполняются водой, в результате чего развиваются анаэробные условия и активизируются соответствующие группы организмов.
Поэтому регулирование плотности почвы – важный фактор оптимизации условий произрастания сельскохозяйственных культур.
2. ПЛОТНОСТЬ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ
Плотность твердой фазы (d) – это масса твердых компонентов почвы (М) в единице объема без учета пор (Vs), или, это отношение твердой массы ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при 40 С.
Эта величина зависит от природы и соотношения минералов и органических веществ, входящих в состав почвы. В отличие от плотности сложения, плотность твердой фазы величина практически неизменная (const).
В верхних горизонтах малогумусных почв плотность твердой фазы чаще всего варьирует в пределах от 2,5 до 2,65 г/см3. С увеличением степени гумусированности почвы плотность твердой фазы снижается и составляет 2,3-2,45 г/см3. В средней и нижней части почвенного профиля плотность твердой фазы, как правило, возрастает, достигая 2,7-2,8 г/см3.
ПОРИСТОСТЬ ПОЧВЫ
Пористость почвы (порозность) – это объем почвенных пор в почвенном образце по отношению к объему всего образца (%) Рассчитывается по данным о плотности сложения (dv) и плотности твердой фазы (d) почвы.
Общую пористость, Pобщ.,% рассчитывают по формуле:
Между соприкасающимися элементарными почвенными частицами, микро- и макро агрегатами всегда имеются различного рода пустоты, которые называют порами.
По почвенным порам перемещается вода с растворенными в ней веществами, в них содержится воздух. В почвенных порах обитают микроорганизмы, простейшие и другие представители почвенной биоты, по ним в почву проникают корни и корневые волоски растений. Поэтому общий объем пор, составляющих это пространство – важнейшие характеристики почвы.
Формирование пористости происходит в результате действия различных факторов: образования и разрушения структуры, упаковки и переупаковки почвенных частиц, микро- и макроагрегатов, растрескивания почвенной массы под влиянием попеременно действующих процессов нагревания-охлаждения и набухания-усадки, заполнения свободного порового пространства подвижным почвенным материалом, выщелачивания растворимых веществ, деятельности живых организмов.
Величина пористости зависит:
Почвенные поры имеют различный размер и конфигурацию. Самые мелкие поры сосредоточены внутри агрегатов, более крупные – стыковые поры, поры-трещины, поры-полости располагаются между агрегатами. В связи с различной локализацией пор общая пористость подразделяется на агрегатную (если поры находятся внутри агрегатов) и межагрегатную (если поры расположены между агрегатами).
Макропоры – это в основном межагрегатная порозность, а мезо- и микропоры – внутриагрегатная. Это справедливо для хорошо оструктуренных почв, когда явно выделяются почвенные агрегаты. Однако такое соответствие наблюдается не всегда. Макропоры могут быть представлены биопорами (ходами червей, корней растений и пр.). И эти макропоры могут быть ответственны за специфический почвенный перенос, по образному выражению Шеина Е.В. – практически моментальный “ проскок” веществ внутри почвы.
В почвах часто выделяют капиллярную и некапиллярную пористость (порозность).
Капиллярная пористость равна объему капиллярных промежутков почвы.
Некапиллярная пористость равна объему крупных пор, как правило, межагрегатных. Некапиллярные поры обычно заняты почвенным воздухом. Вода в них находится под действием гравитационных сил и не удерживается. В капиллярных порах размещается вода, удерживаемая менисковыми силами.
Поры, в которых находится капиллярная вода, почвенный воздух, микроорганизмы и корни растений, называют активными. К неактивным относятся поры, занимаемые связанной водой. В агрономическом отношении важно, чтобы почвы располагали большим объемом капиллярных пор и при этом имели некапиллярную пористость не менее 20-25% общей пористости.
Оценку общей пористости дают по шкале Н.А. Качинского: