Из этого следует, что чем выше рН, тем почва нейтральнее.

Актуальная кислотность почвы измеряется при взаимодействии почвы с дистиллированной водой. Иногда рН почвы измеряют непосредственно в полевых условиях при естественной влажности, но для этого она должна быть достаточно увлажненной и однородной для обеспечения надежного контакта с измерительным электродом. Измерять актуальную кислотность почвы можно колориметрически, потенциометрически или путём титрирования.

Для определения кислотности почвы, в неё добавляют воду.

Актуальная кислотность почвенного расвора зависит, прежде всего, от содержания в нём углекислоты, органических кислот и от присутствия в почве карбонатов. Почвенный раствор имеет щелочную реакцию при наличии в почве карбоната или биокарбоната натрия и карбоната калия и магния, причём величина щелочности будет определяться содержанием СО₂ в почвенном воздухе и соответственно, при данной температуре, в почвенном растворе. С увеличением содержания углекислоты будет увеличиваться растворение карбоната кальция, магния с образованием бикарбоната и вместе с тем понижается рН, т.е. возрастать концентрация водородных ионов. Поэтому, в карбонатных почвах величина рН, как правило, не превышает 7,5…8,5. Щелочность выше 8,5 наблюдается в природных условиях только при наличии более растворимого карбоната натрия.

Нейтральная или слабокислая реакция почвенного раствора тоже в основном связана с отношением углекислоты к бикарбонату кальция, но при значительном преобладании СО₂ над бикарбонатом. Кислая реакция почвенного раствора связана, помимо СО₂, также с наличием в нём органических кислот. Только при очень сильно кислой реакции рН (ниже 4,0) в почвенном растворе могут присутствовать более сильные минеральные кислоты.

Потенциальная кислотность – способность почвы (её твердой фазы) проявлять себя как кислота при взаимодействии с растворами. В природе распространение кислых почв связано с определенными условиями почвообразования.

Существующим моментом в образовании почв является материнская порода. При всех прочих равных условиях на породах карбонатных, содержащих СаСО₃ или MgCO₃, чаще всего встречаются почвы, обогащённые Са^2-и Mg^2-и имеющие нейтральную реакцию среды, чем на кислых, лишенных карбонатов и состоящих из кислых продуктов выветривания. Так, например, почвы, бедные основаниями, приурочены в основном к отмытым флювиогляциальным, некарбонатным моренным, песчаным делювиальным отложениям и некарбонатным покровным суглинкам. Относительно высоким содержанием Ca²⁺ и Mg²⁺характеризуются лёссовидные суглинки и лёссы, карбонатные покровные и моренные суглинки.

Важнейшее значение в образовании кислых почв имеют климатические условия.

Чем больше осадков выпадает в данной местности, чем ниже температура и, следовательно, испарение, тем больше количество воды просачивается через почву, увлекая за собой соли почвенного раствора и способствуя выходу в раствор поглощённых Са²и Mg^2- в обмен на ионы Н воды. Угольная кислота и органические кислоты, появляющиеся в почве в результате жизнедеятельности её населения, усиливают своими ионами выщелачивающее действие воды.

Отмытые, обеднённые основаниями кислые почвы характерны для стран с холодным и влажным климатом (подзолистые почвы умеренного пояса). Кислые почвы образуются и в странах с тёплым климатом (краснозёмы влажных субтропиков) при большом годовом количестве осадков, превышающем количество воды, которое почва и растения испаряют за год.

Растительность тоже влияет на характер реакции среды. Хвойные леса и сфагнум усиливают кислотность, благодаря свойствам их органических остатков. Лиственные деревья и травянистая растительность способствует накоплению оснований.

Обменная кислотность почвы – это кислотность (катионы Н⁺или Al³⁺), которые извлекаются из почвы раствором слабой, нейтральной соли (KCl). В отличие от актуальной, обменная кислотность является как бы скрытой, или связанной.

Обменная кислотность обуславливается ионами водорода в результате гидролиза солей алюминия. Обменная кислотность присуща почвам, у которых рН находится в кислом интервале. Так, обменная кислотность характерна для почв таёжно – лесной и лесостепной зон, а так же для почв влажных субтропиков. Это скрытая кислотность, но при действии на почву нейтральных солей она переходит в актуальную и оказывает отрицательное влияние на развитие растений. Само собой разумеется, что в почвах, имеющих щелочную реакцию водной суспензии, обменную кислотность искать не следует: её там нет, но в слабокислых и близких к нейтральным почвам незначительная обменная кислотность обнаруживается.

В кислых почвах обменная кислотность всегда меньше гидролитической и как бы является её частью. Обменная кислотность может частично увеличивать актуальную кислотность.

Гидролитическая кислотность - это щелочная кислотность и заключается в взаимодействии ионов с гидравлическими щелочными солями (CH₃COONa), определяют эту кислотность по насыщенности оснований.

Щелочная реакция раствора этой соли и является главной причиной более полного вытеснения поглощенного водорода из почвы. Количество образующейся уксусной кислоты, определяемое тетрированием, характеризует гидролитическую кислотность.

Гидролитическая кислотность является первой формой кислотности, которая проявляется при самом начале процесса обеднения почвы основаниями. Только позднее к ней присоединяется обменная, а затем и актуальная кислотность. Таким образом, гидролитическая кислотность возрастает тем сильнее, чем больше почва лишается оснований.

Гидролитическая кислотность сама по себе (при отсутствии обменной кислотности) не вредна для растений. Её традиционно учитывает при решении вопросов известкования почв.

Гидролитическая кислотность характеризует те атомы водорода, которые в нейтральной среде остались пассивными.

В настоящее время, под термином гидролитической кислотности подразумевают общую кислотность почвы, включающей все три вида кислотности.

Дерново-подзолистые почвы имеют значительную гидролитическую кислотность, сильно выраженную обменную и имеют актуальную. Чернозёмы, за исключением южных, так же могут иметь гидролитическую кислотность, но обменной в них может и не быть. Выщелоченные чернозёмы, более обеднённые основаниями, характеризуется как гидролитической, так и небольшой обменной кислотностью.

Водными (водно-физическими, гидрофизическими) свойствами называют совокупность свойств почвы, которые определяют поведение почвенной воды в ее толще.

Основными водными свойствами почвы являются

1) Влагоемкость – способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды. В зависимости от сил, удерживающих воду, влагоемкость дифференцируют наполную влагоёмкость, максимальную адсорбционную, максимальную молекулярную, капиллярную, наименьшую (или полевую).

Влагоёмкость почвы зависит от механического состава содержания гумуса и структуры. Суглинистая и глинистая почвы обладают наибольшей влагоёмкостью. Почвы богатые гумусом и структурные способны удерживать влагу больше.

Полная влагоёмкость соответствует состоянию полной насыщенности почвы водой, когда ею заполнены все поры. Её величина зависит от пористости почвы и рассчитывается по формуле:

Где W – полная влагоемкость (в % от сухой почвы); Р – пористость (в % от объема почвы); d – плотность почвы (г/см³).

Полная влагоёмкость почв обычно колеблется в пределах 40–50%.

Максимальная адсорбционная влагоемкость – наибольшее количество прочносвязанной (адсорбированной) воды, содержащейся в почве.

Максимальная молекулярная влагоемкость – это верхний предел содержания рыхлосвязанной (пленочной) воды, которая удерживается силами молекулярного притяжения на поверхности почвы.

Капиллярная влагоёмкость – количество воды которое способна удерживать почва в капилярно – подпёртом состоянии то есть при наличии капиллярных связей с грунтовой водой за счёт которой она пополняется.

Наименьшая влагоёмкость (или полевая) – это наибольшее количество капиллярно-подвешенной влаги, которое может удержать почва после стекания избыточной влаги при глубоком залегании грунтовых вод. При наименьшей влагоёмкости в почве содержится максимальное количество воды доступное для растений, так как водой заполнено 50-70%. С этой влагоёмкостью связано представление о дефиците влаги в почве, и по величине наименьшей влагоёмкости рассчитывают поливные нормы.

Величина всех видов влагоемкости зависит от механического состава, структуры почвы, ее гумифицированности, и возрастает с переходом от легких почв к тяжелым, от бесструктурных к структурным, от почв с низким содержанием гумуса к почвам хорошо гумусированным.

2) Водопроницаемость – это способность почвы медленно втягивать в себя воду по капиллярным порам под действием менисковых сил.

Водопроницаемость может определяться временем, за которое вода проходит определенное расстояние по порам почвы сверху вниз. При поступлении воды в почву сначала происходит поглощение и прохождение ее от одного слоя к другому, ненасыщенного водой. Потом, когда почвенные поры полностью наполнятся водой, начинается ее фильтрация сквозь толщу почвы. Считается, что почва имеет хорошую водопроницаемость, если она пропускает за один час при напоре воды в 5 см и температуре 10°С от 70 до 100 мм воды. Чрезмерно высокая водопроницаемость (от 500 мм до 1000 мм) обусловливает высокую фильтрацию воды за границы заселенного корнями слоя. И наоборот, чрезмерно низкая водопроницаемость (менее 30 мм) может привести к застаиванию воды на поверхности почвы, стоку ее по склону, смыву и размыву почвы. Песчаные и супесчаные почвы более проницаемы для воды, чем суглинистые и глинистые. Водопроницаемость структурных почв более высокая по сравнению с бесструктурными. Водопроницаемость почвы тем выше, чем выше некапиллярная скважность.

Почвы тяжёлые и бесструктурные обладают большей водопроницаемостью.

3) Водоподъемная способность – способность почвы вызывать восходящее перемещение воды посредством капиллярных сил. Высота и скорость подъёма зависит от толщины капилляров (чем меньше их диаметр, тем выше эти показатели).

Они наиболее сильно проявляются в порах диаметром 0,1– 0,003 мм; более мелкие поры заполнены связанной водой. Поэтому водоподъемная способность возрастает от песчаных почв к суглинистым и снижается в глинистых. Водоподъемная способность определяется временем, за которое вода проходит определенное расстояние снизу вверх (это способность выпаривания воды) или высотой поднятия воды. Максимальная высота поднятия воды над уровнем грунтовых вод для песчаных почв составляет 0,5–0,8 м, для средних суглинистых почв – 2,5 – 3 м, для глины тяжелой – до 6 м. В структурных почвах капиллярная вода менее подвижна.

В зависимости от природных условий выделяются 4 вида водного режима:

Мерзлотный – встречается в тундре таёжно – лесной зоне, восточной Сибири, то есть в областях с многолетней мерзлотой. Летом верхний слой оттаивает, насыщается водой, образуется мерзлотная почвенная верховодка, нижние мёрзлые горизонты служат водоупором.

Промывной тип – характерен для таёжно – лесной зоны, где годовая сумма осадков превышает среднюю годовую испаряемость и почва ежегодно промывается до грунтовых вод.

Периодично промывной тип – встречается в лесной зоне на серых лесных почвах и выщелочных чернозёмах, где средняя годовая сумма осадков примерно равна средней годовой испаряемости. Промывание почвы до грунтовых вод происходит периодически.

Непромывной тип – наблюдается в степных зонах (чернозёмы, степи,каштановые и бурые почвы), где средняя годовая сумма осадков меньше средней годовой испаряемости.

Физические свойства почв чрезвычайно важны и во многом определяют самое основное их свойство — плодородие. Почва — гетерогенная система, в которой соотношение и взаимодействие твердой, жидкой и газовой фаз обусловливают состояние почвенного раствора, аэрацию, теплоемкость, теплопроводность, прочность, пластичность, вязкость и липкость почвы и в конечном счете — характер питания растений и уровень плодородия.

К общим физическим свойствам почвы относят плотность твердой фазы почвы, плотность почвы в целом, пористость почвы.

Плотность твердой фазы — средняя плотность почвенных частиц — масса сухого вещества почвы (М) в единице его истинного объема (V s), т. е. в единице объема твердой фазы почвы, выраженная в г/см3 или т/м3:

Различные типы почв имеют неодинаковую плотность твердой фазы. Ее величина для минеральных почв колеблется от 2,4 до 2,8 г/см3 и зависит от минералогического состава почвы и содержания органических компонентов. Типична следующая закономерность: чем больше в почвах органических веществ, тем ниже их плотность, и чем больше в почвах минералов окислов железа, тем выше плотность твердой фазы.

Плотность почвы — масса сухого вещества почвы (М) в единице

ее объема ненарушенного естественного сложения (V), выраженная в г/см3 или т/м3:

Водно-воздушный режим почв тесно связан с их плотностью. Плотность почвы определяет соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами. Величины ее связаны со структурным состоянием почвы. В то же время плотность является показателем, который можно учесть сравнительно просто, поэтому ее используют как основной количественный показатель оценки качества почвы в отношении ее физических свойств. 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. Особо острой проблемой в последние годы стала машинная деградация почв, связанная с применением тяжелых почвообрабатывающих машин и комбайнов. 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 (сады, виноградники).

Плотность почвы в среднем определяется величинами 1,2—1,4. К ним оказались экологически приспособленными большинство растений. Однако отклонения от средних величин могут быть значительными. При этом, как правило, складываются экстремальные условия для живых организмов в почвенной среде.

Пористость — суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Пористость выражается в процентах от общего объема почвы. В разных горизонтах минеральных почв пористость изменяется в широких пределах (25—80%), в гумусовых горизонтах обычно составляет 50—60%, для болотных торфяных почв — 80—90%.

Предметом специальных исследований является различные формы пористости, а их соотношения называются дифференциальной порозностью почв. Так, при структурном анализе почвы можно фиксировать порозность отдельных агрегатов и меж агрегатную порозность, или структурную и меж структурную порозность. Отдельно учитывается объем пор, занятых прочносвязанной влагой, а также капиллярной водой (капиллярная пористость). Чаще всего исследователь и практик имеет дело с порозностью аэрации, которая учитывает поровые пространства в каждый данный момент разновлажной почвы.

Таким образом, пористость почв дифференцируется следующим образом:

Общая порозность — суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы.

Капиллярная порозность — объем пор, занятых капиллярами почвы, включая межагрегатные пространства.

Агрегатная порозность — объем пор в агрегатах или структурных отдельностях.

Межагрегатная порозность — пространства почвы между агрегатами.

Порозность аэрации — пространства почвы, незанятые водой, но заполненные воздухом.

Наиболее значимы и востребованы исследователями и практиками общая порозность (Р) и порозность аэрации (Ра).

где dv — плотность почвы, d — плотность твердой фазы.

где Pw — порозность занятая водой или в упрощенной форме, учитывая плотность воды, это влажность почвы, выраженная в процентах.

Пористость почвы — величины динамичные, конкретно индивидуальные и генетически присущие тем или иным почвам. Однако общим для всех почв является закономерность: чем выше плотность почвы, тем меньше ее порозность и наоборот. Так, плотность чернозема типичного, а соответственно его пористость мало изменчивы в естественном состоянии. Плотность же чернозема слитого и его порозность изменяется в широких пределах, от плотности 1,40 и порозности 48% во влажном состоянии, до плотности 1,95 и порозности 26% в сухом состоянии. Высокое содержание в почвах сильно набухающих минералов типа монтмориллонита делают их весьма динамичными в отношении порозности.

Структур а – это комочки или агрегаты на которые распадается почва. Они состоят из отдельных механических элементов, склеенных между собой.

Структурность – это способность почвы распадаться на агрегаты и комочки.

Структурная почва имеет рыхлое сложение, меньшую плотность, большую пористость. Даже при обильном увлажнении в структурной почве в порах между агрегатами сохраняется воздух, корни растений и аэробные микроорганизмы не ощущают его недостатка. В бесструктурной почве наблюдается анатагонизм между водой и воздухом, создаются условия для анаэробных процессов, ухудшающих питание растений, снижается рост и продуктивность. Кроме того, поверхность бесструктурной почвы при увлажнении заплывает, образуя корку, газообмен между почвой и атмосферным воздухом нарушается на длительное время. На пахотных почвах необходимо вмешательство человека для регулирования газообмена.

1. Кубовидную – структурные отдельности равномерно развиты по 3 взаимно перпендикулярным осям;

2. Призмовидную – отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси;

3. Плитовидную – отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении;

Каждый из перечисленных типов в зависимости от характера рёбер, граней размера подразделяется на мелкие единицы.

В зависимости от размера структуру подразделяют на следующие группы:

Наиболее ценной является комковато-зернистая структура с размером агрегата от 0,25 до 10мм, обладающая пористостью и водопрочностью. Водопрочными называется агрегаты, которые противостоят размывающему действию воды. Число агрегатов определенного размера находят методом сухого агрегатного анализа, а число водопрочных агрегатов – методом мокрого агрегатного анализа. В образовании агрономически ценной структур можно выделить два основных процесса: расчленение почвы на агрегаты и возникновение водопрочности агрегатов.

Факторы почвообразования – это внешние по отношению к почве компоненты природной среды под воздействием и при участии, которых формируется покров земной поверхности.

Факторы, влияющие на процесс почвообразования:

Мысль о влиянии всех этих факторов на почвообразование впервые была изложена В. В. Докучаевым, который писал, что почвы «...суть поверхностно лежащие минерально-органические образования, которые всегда более или менее заметно окрашены гумусом; эти тела всегда имеют свое собственное происхождение, они всегда и всюду являются результатом совокупной деятельности материнской горной породы, живых и отмерших организмов (как растений, так и животных), климата, возраста страны и рельефа местности».

Атмосферный климат – это среднее состояние атмосферы той или иной территории, которые характеризуются средними показателями материальных элементов (температура и др.), дающими представление об амплитудных колебаниях в течение суток, сезона (сумма активных температур).

Большое влияние на развитие почвообразовательных процессов имеет климат. Характер климатических условий определяется, главным образом, следующими элементами: температурой, осадками и испарением. Различают макроклимат и микроклимат.

Макроклиматом называют особенности климата, являющиеся общими для обширных пространств, измеряемых многими сотнями километров.

Микроклиматом называют особенности климата, свойственные мелким участкам, измеряемым сотнями и даже десятками метров. С климатом связано поступление тепла и влаги в почву; тепло и влага в свою очередь определяют характер растительности и интенсивность микробиологических процессов.

С климатом, следовательно, в значительной степени сопряжено обогащение почвы органическим веществом.

Обилие осадков в зоне избыточного увлажнения способствует промыванию почвы и выносу в нижние горизонты легко растворимых солей, в том числе и минеральных веществ, образующихся в результате разложения органических остатков.

В условиях засушливого климата легко растворимые соединения не только не выносятся, но, наоборот, накапливаются в верхних слоях почвы, приводя к засолению.

Климатические условия оказывают самое непосредственное влияние на химические, физические, физико-химические и биологические процессы в почве, в одном случае усиливая их, в другом — замедляя. С климатом в значительной степени связан водный режим почвы, играющий огромную роль в почвообразовательных процессах.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: