ПЛАН УРОКА № 2

По учебной дисциплине «Основы агрономии»

Для студентов группы 110809 «Механизация сельского хозяйства»

отделения

Тема: Почва, ее состав и свойства

Методическая тема (цель): подготовка конкурентоспособных специалистов, владеющих общими и профессиональными компетенциями, необходимыми для работы в условиях перехода к инновационной экономике

Цели:

Образовательная:

Сформировать знания : З 4традиционные и современные агротехнологии (системы обработки почвы;

зональные системы земледелия; технологии возделывания основных сельскохозяйственных культур; приемы и методы растениеводства).

формирование знаний о почве, ее составе и свойствах.

Овладеть умениями:

_____________________________________________________________________________ Развивающая: развитие логического мышления, памяти, умений конспектировать

Воспитательная: выработка внимательности, умений мыслить

ОК4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

ПК4.3. Организовывать работу трудового коллектива

Тип урока : Комбинированный урок

Вид занятия : урок

Межпредметные связи: биология

Внутрипредметные связи:

Методы обучения: Словесные: рассказ, беседа; наглядные: иллюстрация; Проблемно-поисковые: создание проблемных ситуаций, самостоятельная работа с книгой

Оборудование урока : компьютер, мультимедийное оборудование, презентация урока,почвенные профили, образцы почвы

Источники информации: Учебник « Основы агрономии» Третьяков Н.Н., Ягодин Б.А., Туликов А.М. и др.

Ход урока

Организационный момент: (1-2 мин)

1.1. Проверка присутствующих

1.2. Оформление журнала

2.Актуализация опорных знаний и умений и мотивационных состояний (10-15 мин)

2.1. целевая установка на урок;

2.2.мотивация обучающихся;

Проверка знаний студентов:

Ответы на вопросы

1. Классификация культурных растений.

2 . Приемы и методы растениеводства.

3 . Центры происхождения по Н.И.Вавилову.

Рецензирование ответов студентов.

3. Изучение нового материла:

3. 1. Понятие о почве и ее плодородии.

3.2.Факторы почвообразования.

4. П ервичное закрепление (5 мин)

4.1. тестирование

5. Самостоятельная работа студентов по закреплению и совершенствованию знаний (10 мин)

5.1. Работа с учебником

6.Домашнее задание (2 мин)

6.1. ВСР № 2. Основные сельскохозяйственные почвы России и региона

Учебник Третьяков Н.Н., Ягодин Б.А., Туликов А.М. и др. Основы агрономии стр.55-65; подгот. презентацию

7.Рефлексия (2-3 мин) (Лист 7.7.)

Мне было интересно…

Для меня было новым то, что…

Мне было трудно…

Что, на ваш, взгляд не удалось? Почему? Что учесть на будущее?

8.Подведение итогов и выставление оценок за урок (1-2 мин)

Преподаватель: ____________________

Урок№2 Тема «Почва, ее происхождение, состав и свойства»

2.Факторы почвообразования.

3.Морфологические признаки почвы.

4.Состав почв и ее основные свойства.

1.Понятие о почве и ее плодородии.

Основоположник отечественного и мирового почвоведения В.В. Докучаев дал следующее определение почвы: «…это суть поверхностнолежащие 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…». Следовательно, почвой называется самостоятельное природное тело, образовавшееся в результате изменения верхней части земной коры при длительном и совместном воздействии растительных и животных организмов и микроорганизмов, климата, рельефа, а также производственной деятельности человека.

Почва играет большую роль в природе и в жизни человеческого общества. С одной стороны, благодаря тому, что растения усваивают воду и элементы питания из почвы, она является необходимым условием развития растений, с другой – сами растения служат пищей для животных и человека. Следовательно, почва как продукт жизни одновременно служит условием дальнейшего развития жизни на Земле.

Почва – основное средство сельскохозяйственного производства и объект труда. Сельское хозяйство целиком построено на использовании почвы. В растениеводстве это среда для развития растений. Животноводство развивается на основе продукции растениеводства. В земледелии, которое создает благоприятные условия для роста и развития растений, почва служит объектом труда.

Функции почвы.

Без почв невозможна жизнь на земле (продуцентам негде расти);

Почва – центр образования биомассы и видообразования живых организмов;

С появлением почвы и на ней живых организмов возникает жизнь в атмосфере;

Осуществляется связь между биогенными и абиогенными компонентами живой и неживой природы, чем достигается целостность биосферы;

Почва – регулятор окислительно-восстановительного потенциала;

Без почвы невозможна минерализация органического мертвого вещества, образующегося в результате отмирания растений и животных;

Почва – жилищное пространство для расселения человека и животных;

Опорная функция (растения и животные сохраняют вертикальное положение);

Почва – источник пищи для растений и человека через них;

Почва обладает поглощающей способностью. Благодаря этому в ней удерживаются элементы пищи растений;

Информационная функция (сама почва информирует человека о своем происхождении);

Почва обладает буферностью и защитным экраном. Она регулирует силу ветра, температуру, водный режим и другие климатические показатели. Регулирует потоки химических элементов в различных условиях;

Регулятор стока воды. Выпадающие осадки не полностью стекают в связи с особенностями рельефа, а частично впитываются почвой;

Почва – источник вещества для образования минералов (первичных, вторичных, осадочных);

Почва способна накапливать различные полезные ископаемые (руду, торф, уголь);

Почва – регулятор газового состояния атмосферы (приземный слой почвы). Дыхание почвы;

В почву возвращается часть азота и углекислого газа путем усвоения этих веществ почвенными микроорганизмами;

Почва поглощает и отражает солнечную радиацию. Благодаря этому формируется энергетика нижних слоев атмосферы, что способствует возникновению природных зон;

Почва – источник твердого вещества;

Влияет на круговорот воды на земном шаре:

А) Трансформирует атмосферные осадки в почвенные грунтовые воды;

Б) Воды имеют определенный химизм (от различного содержания химических веществ;

В) Влияет на формирование речного стока;

Г) Почва – фактор биопродуктивности водоемов и водотоков;

Средство сельскохозяйственного производства, объект труда и условие существования человека.

Происхождение почвы.

Почва образуется из горной породы в результате выветривания и почвообразования. Все горные породы, прежде чем стать почвой, подвергаются выветриванию, при этом горная порода превращается в мелко раздробленную массу, обладающую способностью впитывать и удерживать питательные вещества, воду, воздух. Таким образом, горная порода становилась благоприятной средой для поселения микроорганизмов, низших растений. Простые разрушительные процессы+выветривание+биохимическое разрушение=почвообразование. Появление растений резко меняет направление процесса миграции различных продуктов. Микроорганизмы захватывали нужные им соли, тем самым фиксируя их и не давая вымыться им из «почвы». В конце жизненного цикла растения отмирают и минерализуются, служа пищей микроорганизмам (малый круговорот), а те переводят его органику в минералы, которыми могут питаться следующие поколения растений. Каждое новое поколение какой-либо формы жизни приводит к накоплению элементов почвенного плодородия

Виды выветривания

Выветривание - механическое разрушение и химическое изменение горных пород и минералов, протекает в верхних горизонтах горных пород (в коре выветривания).

Механическое выветривание - механическое разрушение пород без изменения химического состава.

Химическое выветривание - химическое изменение пород и минералов. Химическое выветривание более полезно, потому что образуются вторичные минералы, а также химические соединения, которые придают породе следующие свойства: связность, влагоёмкость, поглотительную способность. Всё это создаёт благоприятные условия для жизни микроорганизмов.

Биологическое выветривание - перераспределение химических элементов по типу биогенной аккумуляции. В результате физико-химического взаимодействия элементы питания переходят в раствор и становятся доступными для растений. Схема большого геологического круговорота: осадки-растворение-вынос в море-выход на поверхность осадочных отложений. Отсутствие биологического выветривания не допускает существования живых организмов. Химическое и физическое выветривание готовит почву для биологического выветривания. С момента действия биологического выветривания начинается малый биологический круговорот веществ: поступление из горной породы и атмосферы питательных элементов в живые организмы, малый биокруговорот синтезирует органику, возвращение химических элементов в почву с ежегодным опадом органического вещества. Биокруговорот связан с минерализацией мёртвого органического вещества в почве, в результате происходит накопление гумуса и минеральных макро- и микроэлементов, которые служат для формирования живых организмов. Биокруговорот веществ связан с развитием специфического почвообразовательного процесса, который носит название дёрнового процесса. Растительность, как лесная так и травянистая, ежегодно частично или полностью отмирает к концу вегетации. Мёртвая органика частично или полностью минерализуется, высвобождая гумус и минеральные элементы. Они служат питанием для других растений, которые, закончив свой цикл, тоже станут кормом. За счёт дёрнового процесса существует жизнь на Земле.

Общая схема почвообразовательного процесса.

- Совокупность явлений превращения и передвижения вещества и энергии, протекающих в почвенной толще под воздействием живых организмов. Наиболее важные слагаемые:

Создание органического вещества и его разрушение;

Аккумуляция органического и неорганического вещества в верхних горизонтах почвы и их вынос;

Синтез и распад минералов;

Поступление воды в почву и возврат её в атмосферу;

Поглощение почвой лучистой энергии солнца и её излучение.

Три стадии почвообразования: Первичный процесс почвообразования совпадает с началом функционирования первых биогеоценозов на различных породах. На этой стадии круговорот характеризуется небольшим объёмом, вызванным низкой продуктивностью биогеоценозов. Помимо синтеза органики на начальных стадиях почвообразовательного процесса протекают процессы и небиологической природы (растворение, испарение) в результате осуществляется перенос различных веществ. Такие процессы называют микропроцессами. Постепенно они начинают преобразовываться и согласовываться во времени и пространстве. В результате начинают формироваться верхние горизонты почв, что является началом второй стадии (мезопроцесс). К ним относят оподзаливание, торфообразование, аструктурирование. В результате этих процессов в почве появляются новые соединения, которых не было в материнской породе (горной). Далее идёт макропроцесс. Он ведёт к формированию почвенных типов, а не отдельных горизонтов. Типы почв: краснозём, чернозём, подзолистая, солончак, дёрн, болото. Макропроцесс протекает при непременном участии зелени. На основе этих процессов происходит эволюция почв. Эволюция почв - изменения почвы от начала до наших дней. В естественных условиях идёт очень медленно, но под воздействием антропогенного фактора быстрее.

2.Факторы почвообразования.

Свойства почв зависят от конкретного сочетания тех условий, при которых происходит почвообразовательный процесс. Главные факторы, влияющие на образование почв, - это почвообразующие породы, живые и отмершие организмы (зеленые растения, микроорганизмы и животные), климат, рельеф, возраст почв и производственная деятельность человека.

Значение первых пяти факторов было показано впервые В. В. Докучаевым, который назвал их факторами почвообразования или почвообразователями. Роль производственной деятельности человека как фактора почвообразования сформулировал В. Р. Вильяме.

Почвообразующие (материнские) породы. Почвообразующие породы оказывают большое влияние на состав и свойства почв. Гранулометрический состав материнских пород определяет гранулометрический состав почв и тем самым в значительной степени их физические и водно-физические свойства: плотность, пористость, водопроницаемость, влагоемкость и т. д. Кроме того, от него во многом зависят скорость и характер превращения в почве растительных и животных остатков и органических удобрений.

Химический состав материнских пород влияет на химический состав почв, а нередко и на направленность почвообразовательного процесса. Так, почвы, сформировавшиеся на легких водно-леднико- вых отложениях, содержат гораздо больше кремния и меньше железа, алюминия, кальция, магния и других элементов по сравнению с почвами, образовавшимися на суглинистых ледниковых или других по происхождению породах.

Особенно большое значение имеет карбонатность материнских пород. Кальций и магний карбонатов нейтрализуют фульвокислоты и низкомолекулярные органические кислоты и тормозят или делают невозможным развитие подзолообразовательного процесса. По этой причине в таежно-лесной зоне на карбонатных породах образуются дерново-карбонатные почвы, обладающие более высоким плодородием по сравнению с дерново-подзолистыми почвами, формирующимися на бескарбонатных материнских породах. Карбонаты материнской породы, переходя «по наследству» в почву, способствуют образованию в почве структуры, благоприятной для микроорганизмов и растений, реакции и т. д.

Карбонатность материнских пород оказывает большое влияние на степень жесткости грунтовых вод. Последние при близком залегании определяют тип образующегося болота. Засоленность материнской породы в условиях жаркого климата - причина образования засоленных почв, обладающих низким плодородием и требующих коренных мелиораций для повышения плодородия.

Химический состав материнских пород оказывает большое влияние на содержание в почве элементов питания. Почвы, сформировавшиеся на бедных по химическому составу породах, содержат гораздо меньше фосфора, калия, серы и других важных для растений элементов питания по сравнению с почвами, образовавшимися на обогащенных элементами зольного питания породах.

Большое значение имеет минералогический состав материнских пород. Он определяет минералогический, а следовательно, и валовой химический состав почв, количество и состав глинистых минералов в почве. От последних, в свою очередь, во многом зависит обменная (физико-химическая) поглотительная способность почв, оказывающая большое влияние на плодородие.

Во многих случаях большое влияние на свойства почв и происходящие в них процессы оказывают некоторые физические свойства породы, послужившей материалом для образования почв: плотность, пористость, трещиноватость и т. д. С одной стороны, они в той или иной степени влияют на газообмен между приземным слоем атмосферы и почвой, на впитывание осадков и т. д., а с другой - при наличии в породе большого количества трещин (например, в лёссах) делают почву в определенных климатических условиях малоустойчивой против размывающего действия воды, что вызывает эрозию почв.

Зеленые растения, микроорганизмы, животные организмы. Их роль в почвообразовании очень велика. Растительность определяет количество, состав и характер поступления органических остатков, которые служат исходным материалом для образования гумуса, а также аккумулируют элементы зольного питания и азот в верхних горизонтах почвы. Выделяя в процессе своего роста и развития диосид углерода и органические кислоты, растения способствуют разложению минералов, а участвуя в образовании структуры почвы, они активно воздействуют на водно-воздушный режим почвы. Растительность механически закрепляет верхнюю часть почвенного профиля, тормозя тем самым процессы эрозии. В то же время зеленые растения - древесные, травянистые и мхи - резко различаются по характеру воздействия на почву.

Древесная растительность - многолетняя. У нее ежегодно отмирает лишь часть надземной массы, поэтому источником образования гумуса в почвах под такой растительностью служит лиственный, хвойный или смешанный опад. Древесная растительность уменьшает испарение влаги с поверхности почвы, зимой способствует накоплению снега, который тает в лесу медленнее, чем на свободных участках. Это вызывает значительное промачива- ние почвенного профиля и вымывание легкорастворимых солей и карбонатов. При разложении хвойного опада в таежно-лесной зоне образуется много фульвокислот и низкомолекулярных органических кислот, разрушающих минеральную часть почвы. Сочетание периодического промывания почвы осадками с наличием в почвенном растворе подобных кислот приводит к развитию подзолообра- зовательного процесса.

Травянистая растительность в противоположность древесной имеет густую сеть ежегодно отмирающих корней. По сравнению с лесным хвойным опадом они содержат больше азота и оснований и разлагаются в толще почвы, поэтому образующийся из них гумус имеет лучший качественный состав и в большей степени закрепляется в почве. Травянистая растительность накапливает в верхней части профиля элементы питания, участвует в образовании структуры почвы. Тем самым она активно воздействует на питательный и водно-воздушный режимы почвы. Степень воздействия травянистой растительности на почвообразование и свойства почв зависит от видового состава, продуктивности и химического состава наземной массы, а также от количества, глубины проникновения и химического состава корней.

Мхи играют особую роль в почвообразовании. Они отличаются от других растений очень высокой влагоемкостью и поэтому способствуют заболачиванию почв.

Микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, простейшие) первыми поселяются на материнской породе, усваивают атмосферный азот, переводя его в форму сложных белковых тел, разлагают органические остатки, минерализуя их до простых, доступных растениям солей. Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе многих минералов. Следовательно, это такая группа организмов, без которых невозможны существование растительности и формирование плодородия почв.

Животные организмы (черви, землерои, насекомые) также участвуют в почвообразовании. Черви в процессе жизнедеятельности пропускают через пищеварительный тракт органические остатки и почву. Она пропитывается их выделениями, приобретает форму склеенных комочков и становится структурной. Таким образом черви улучшают физические свойства почвы.

Землерои (суслики, кроты и др.) образуют в почве большое количество нор, а на поверхности - бугорков различных форм и размеров. Тем самым они перемешивают почву, изменяют ее сложение и влияют на формирование микрорельефа местности.

Климат. Под климатом понимают совокупность атмосферных условий, характерных для той или иной территории. Он зависит от географического положения территории, которое определяет приток солнечной энергии и количество осадков. Основные элементы климата - температура воздуха, осадки (их количество и характер поступления), ветер и многолетняя мерзлота.

Осадки и температура определяют водный и тепловой режимы почвы, ее влажность, скорость и характер превращения органических остатков, минерализацию гумуса, разрушение минеральной части почвы.

Они обусловливают также скорость и направление процессов передвижения водорастворимых солей по профилю. При одном гидротермическом режиме преобладает вымывание солей, при другом - подъем их с грунтовыми водами. Например, в районах с влажным климатом происходит вымывание органических и минеральных веществ в нижнюю часть профиля или в грунтовые воды. В условиях жаркого сухого климата в пониженных формах рельефа, где близко к поверхности залегают грунтовые воды, происходит их подъем по капиллярам, а вместе с ними и растворенных солей, которые накапливаются в верхней части профиля.

Ветер способствует процессу физического выветривания горных пород и вызывает ветровую эрозию почв. Под влиянием ветра происходит опесчанивание верхних горизонтов почвы, развитие каменистых и щебнистых почв. Ветер способствует также засолению почв в результате приноса солей с поверхности засоленных водных бассейнов на сушу.

В тундре и лесотундре европейской части России, а в Восточной Сибири и в более южных районах - в таежно-лесной зоне - широко распространена многолетняя (вечная) мерзлота. Суть ее состоит в наличии на той или иной глубине мерзлого слоя с температурой ниже О °С, содержащего обычно лед и сохраняющего отрицательную температуру в течение многих веков. Многолетняя мерзлота - следствие холодного климата. Она оказывает большое влияние на почвообразование: задерживает влагу в надмерзлотном слое почвы, понижает ее температуру, резко тормозит разложение органических остатков и вызывает заболачивание почв, препятствует вымыванию продуктов почвообразования.

Рельеф. Рельефом называют характер поверхности той или иной территории. Выделяют 3 группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.

Макрорельефом называют самые крупные его формы - возвышенности, плато, равнины, ущелья и др., которые определяют общий облик большой территории и являются чаще всего результатом проявления тектонических процессов.

Мезорельеф - это формы рельефа меньшего размера: холмы, камы, озы, речные долины, потяжины, лиманы, падины и т. д., которые образовались в результате экзогенных процессов.

Микрорельефом называют формы, характеризующиеся незначительными площадью, глубиной или высотой: блюдцеобраз- ные западинки, образовавшиеся в результате просадочных явлений и имеющие площадь в несколько квадратных метров или в несколько десятков квадратных метров и глубину 10-40 см, бугорки высотой 30-60 см и диаметром у основания около 1м - результат жизнедеятельности землероев. Эти формы характерны для зоны сухих степей. В северных районах страны на лугах широко распространены кротовины.

Рельеф оказывает большое влияние на характер почвообразования и свойства почв. От него зависит перераспределение влаги. Склоны из-за стока теряют часть влаги, в понижениях же накапливается избыточное ее количество. С рельефом тесно связан уровень грунтовых вод: на возвышенных местах он находится на значительной глубине, в понижениях нередко подходит к поверхности. Близкое залегание грунтовых вод на пониженных участках приводит к образованию болот, а при их засоленности в условиях жаркого сухого климата - к формированию солончаков. Во многом рельеф определяет степень эрозии почв, так как они сильнее разрушаются под действием воды в условиях пересеченной местности. Кроме того, он влияет на тепловой режим почв: северные склоны получают значительно меньше тепла, чем южные, поэтому хуже прогреваются, что, в свою очередь, отражается на водном режиме и характере растительности. Часто рельеф определяет интенсивность почвообразовательного процесса. Оподзоливание, например, сильнее происходит на плоских, хорошо промываемых участках, а не на склонах.

Особенно велика роль рельефа в горных районах, где от абсолютной высоты зависит структура вертикальной зональности почв, а от экспозиции склонов - наличие на одной и той же высоте различных типов почв. Микрорельеф определяет комплексность почвенного покрова, что особенно ярко выражено в сухих степях.

Возраст почв. Под возрастом почв подразумевается время, прошедшее с начала формирования той или иной почвы до настоящего времени. При сравнении возраста почв исходят из следующего. В течение длительного времени территория нашей страны, как уже отмечалось ранее, несколько раз подвергалась оледенениям, во время которых ледник наступал в основном с севера на юг. После отступления ледника почвообразовательный процесс раньше начинался на тех территориях, которые скорее освобождались от льда и воды. Поэтому черноземы, например, по возрасту старше дерново- подзолистых почв, а дерново-подзолистые почвы старше почв тундры, так как они позже других освободились от льда и почвообразовательный процесс там начался позднее. Возраст почв территории нашей страны исчисляют тысячами и десятками тысяч лет.

Производственная деятельность человека. Производственная деятельность человека играет громадную роль в почвообразовании. Осушение или орошение почв, строительство гидроэлектростанций, вырубка и посадка лесов, создание водохранилищ - все это воздействует на водный режим территории, а следовательно, и почв. Внесение органических и минеральных удобрений, известкование кислых или гипсование щелочных почв меняют их свойства и питательный режим.

Обработка почвы, посев и возделывание сельскохозяйственных культур вызывают изменение комплекса физических, химических и биологических свойств.

В то же время неправильное осуществление тех или иных мероприятий может привести к заболачиванию, засолению почв, резкому ухудшению их физических и химических свойств, развитию процессов эрозии и другим неблагоприятным последствиям. Поэтому воздействие человека на почву должно быть таким, чтобы ее свойства прогрессивно улучшались

3.Морфологические признаки почвы.

Морфологические признаки почвы - Морфологические или внешние признаки почв формируются в процессе почвообразования, следовательно, они отражают важные процессы и явления, происходящие в почве.

Основными морфологическими признаками почвенного профиля являются: строение, мощность слоя почвы и ее отдельных горизонтов, окраска, структура, сложение, новообразования, включения.

Строение почвенного профиля

Профиль любой почвы подразделяется на генетические горизонты, которые обозначаются большими буквами латинского алфавита сверху вниз по профилю почвенного разреза. При достаточном различии каждый горизонт может быть подразделен на подгоризонты, для чего используют дополнительные буквенные и цифровые индексы.
Обычно выделяют следующие горизонты.
Горизонт аккумуляции органических веществ (А) формируется в верхней части профиля за счет отмирающей биомассы. В зависимости отчего характера выделяют: А0 - лесную подстилку на поверхности лесных целинных почв (листья, хвоя, ветки и т. д.); Ад - дернину, также формирующуюся в самой верхней части профиля, состоящую из стеблей и листьев, сильно переплетенных корнями; А - гумусово - аккумулятивный горизонт, образующийся в верхней части минеральной толщи почвы, где накапливается гумус и вымываются только некоторые минеральные соли и органические соединения. Если наряду с накоплением перегноя происходит разрушение и вымывание минеральных веществ, данный горизонт называется гумусово - элювиальным и обозначается А1 Элювиальный горизонт обозначается индексом А2. Пахотный слой, образованный за счет верхних горизонтов почвы, обозначается АПах ИЛИ А0.
Иллювиальный горизонт обозначается буквой В. Он является переходным между гумусовым горизонтом и материнской породой. В зависимости от характера, структуры и сложения почвы иллювиальный горизонт подразделяется на подгоризонты Bi и В2.
Глеевой горизонт обозначается буквой G. Если глееватость обнаруживается в горизонтах А, В или других, то к обозначению генетического горизонта добавляют букву «g» (Ag и т. д.).
Горизонт материнской породы обозначают буквой С. Иногда почва развивается на двухслойной материнской породе, тогда второй слой обозначается буквой D.
При значительной мощности и неоднородности генетические горизонты подразделяются на подгоризонты. В гумусово - аккумулятивном горизонте их обозначают штрихами выше строки (А, к", к"), в иллювиальном - цифрами ниже строчки (Вь В2, В3).
Переход одного горизонта в другой может быть резким, плавным и постепенным или иметь вид языков и затеков. В случае плавного перехода, когда границу определить трудно, выделяют переходные горизонты, например, AiA2) А2В, АВ, ВС.
Для обозначения солевых скоплений вводятся дополнительные буквенные индексы: к - карбонаты, г - гипс, с - растворимые в воде соли. Наличие солей в генетическом горизонте обозначают соответствующим индексом, например, Вк, Ск, Сг, Сс -

Мощность почвы

Это толщина почвы от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. Мощность различных почв неодинакова и колеблется от 40 до 150 см и более.

Окраска (цвет) почвы

Цвет почвы является важным внешним признаком, отличающим одни типы почв от других, а также горизонты и подгоризонты друг от друга. Достаточно сказать, что многие почвы получили название по их цвету: черноземы, красноземы, желтоземы, сероземы и др. Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования, влажности. Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета. Чем больше гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов разложения минеральной части почвы), осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в почве кремнезема, коалина, углекислого кальция и магния, гипса и других солей.
Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (например, серо - бурая, белесовато - сизая, красновато - коричневая и т. д.), название преобладающего цвета ставится на последнем месте, после обозначения оттенков.
Таким образом, для определения окраски почвенного горизонта необходимо: а) установить преобладающий цвет; б) установить насыщенность этого цвета (темно - , светлоокрашенный); в) отметить оттенки основного цвета (например, буровато - светло - серый, коричневато - бурый, светлый, серовато - палевый и т. д.). Почва во влажном состоянии и в крупных комках всегда имеет более темную или интенсивную окраску, чем в сухом и растертом состоянии.

Структура почвы

Это важный и характерный признак, имеющий большое значение при определении генетической и агропроизводственной характеристики почвы. Под структурностью почвы подразумевают ее способность естественно распадаться на структурные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Форма структурных отдельностей зависит от свойств почвы.

Морфологические типы структур почвенной массы разработаны С. А. Захаровым. Эта классификация приведена в табл. 5.2.
Каждому типу почв и каждому генетическому горизонту свойственны определенные типы почвенных структур. Для гумусовых горизонтов характерна зернистая, комковато - зернистая, порошисто - комковатая структура; для элювиальных горизонтов - плитчатая, листовая, чешуйчатая, пластинчатая; для иллювиальных - столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая и т. д.
В зависимости от наличия и степени выраженности структуры различают структурные и бесструктурные почвы. Бесструктурные - это большей частью песчаные и супесчаные почвы, нередко пахотные слои суглинистых и глинистых почв, распыляющиеся при обработке. Между структурными и бесструктурными почвами выделяют переходные почвы со слабо выраженной структурой.
В почвенных горизонтах структура чаще всего бывает неоднородной, или смешанной, так как структурные отдельности имеют разные формы и размеры (комковато - зернистая, комковато - порошистая и т. д.).

Сложение

Это внешнее проявление плотности и пористости почвы. По степени плотности (силе связывания почвенных частиц) различают следующие виды сложения: слитное (очень плотное) - почва не поддается копке лопатой; плотное - лопата входит в почву с большим трудом; рыхлое - лопата входит в почву легко; рассыпчатое - лопата входит в почву без усилий.
По пористости (размеру и характеру пор) различают следующие типы сложения почвы: тонкопористые - диаметр пор менее 1 мм, пористые - диаметр 5 - 10 мм, ячеистые - диаметр пор более 10 мм, трубчатые - полости соединяются в канальцы.
Сложение зависит от механического и химического состава, структуры и влажности почвы. Оно влияет на воздухо - и водопроницаемость почвы, а также на глубину проникновения корневой системы растений.
От сложения зависит степень сопротивления почвы обрабатывающим орудиям.

Новообразования

Это более или менее хорошо выраженные и четко ограниченные выделения и скопления различных веществ, которые возникли в процессе почвообразования. По составу, цвету и форме они резко отличаются от окружающей их почвенной массы. Различают новообразования химического и биологического происхождения.
Химические новообразования в почве - результат химических процессов, вследствие которых возникают новые соединения. Последние могут или осаждаться на месте образования, или, перемещаясь с почвенным раствором, выпадать на некотором расстоянии от места своего возникновения. Химические новообразования по форме делят на выцветы и налеты, корочки, примазки и потеки, прожилки и трубочки, конкреции.
Химические новообразования представлены легкорастворимыми солями: гипсом, углекислой известью, окислами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, гумусовыми и другими веществами.
Новообразования биологического происхождения (животного и растительного) встречаются в следующих формах: червоточины - ходы дождевых червей; копролиты - экскременты дождевых червей; кротовины - пустые или заполненные землей ходы крупных землероев (сусликов, сурков, кротов и Др.); корневины - сгнившие крупные корни растений; дендриты - узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.
Новообразования являются важным признаком, по которому судят о происхождении почв, их составе и свойствах. Так, выделения углекислой извести в виде плесени указывают на процессы перемещения ее в почвенном профиле. Сизоватые или ржаво - охристые пятна свидетельствуют, что почвы сформировались в условиях некоторого заболачивания.
Включения

Предметы, механически включенные в массу почвы и не связанные с ней генетически, называются включениями. В их число входят обломки горных пород, не связанных с материнской породой, раковины моллюсков, кости современных и вымерших животных, остатки золы, углей, древесины, остатки материальной культуры человека (обломки кирпича, посуды и археологические находки).
Такой признак, как включения, помогает судить о происхождении почвообразующей породы и возрасте почв.

4.Состав почв и ее основные свойства.

Для того, чтобы правильно обрабатывать и использовать почву для выращивания сельскохозяйственных (далее - с.-х.) культур, а также эффективно использовать с.-х. технику с соблюдением природоохранных требований, следует знать, что представляет собой почва, как таковая, ее свойства и характеристики, влияющие на плодородие, т. е. повышение урожайности.

Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки.

Гранулометрическим составом почвы называют относительное содержание в почве частиц разного размера. Частицы при этом называют механическими элементами и по величине подразделяют на следующие фракции (по Н.А. Качинскому):

Размер механических элементов почвы, мм

1-0,5

Средний

0,5-0,25

Мелкий

0,25-0,05

Пыль:

Крупная

0,05-0,01

Средняя

0,01-0,005

Мелкая

0,005-0,001

Ил

0,001-0,0001

Коллоиды

<0,0001

Физическая глина

<0,01

Физический песок

>0,01

Все перечисленные фракции обычно объединяют в 4 группы: каменистые частицы и гравий, песок, пыль, ил и коллоиды. Каждая из групп частиц при этом характеризуется определенным минералогическим составом и водно-физическими свойствами. Гравий и камни представлены главным образом обломками горных пород. Почвы, содержащие большое количество этих частиц, обладают большой водопроницаемостью, незначительной влагоемкостью и у них совершенно отсутствует обменная поглотительная способность.

Фракция песка состоит из обломков первичных материалов, главным образом кварца и полевых шпатов. Песок хорошо пропускает воду, но плохо удерживает ее. Способность частиц данной фракции поднимать воду по капиллярам ничтожна. Они не набухают при увлажнении, поэтому непластичны, не обладают важнейшим для почвы свойством – обменной поглотительной способностью.

Фракция пыли, как и фракция песка, состоит в основном из кварца и полевых шпатов, но она содержит, кроме того, заметное количество слюд и глинистых минералов. Влагоемкость и водоподъемная способность у частиц данной фракции выражены лучше, а водопроницаемость хуже, чем у фракции песка. Мелкая пыль, кроме того, обладает обменной поглотительной способностью, она набухает при увлажнении, «садится» при высыхании и т.д.

Илистые и коллоидные частицы состоят главным образом из вторичных минералов с некоторым количеством кварца, полевых шпатов и слюд. Неагрегированная масса их обладает плохой водоподъемной способностью и водопроницаемостью. Связано это с тем, что капиллярные промежутки между частицами очень малы, при увлажнении они еще сильнее уменьшаются за счет образования вокруг каждой частицы пленки воды. При очень близком расположении частиц подобные пленки могут сомкнуться и закупорить капилляры. Во влажном состоянии фракция ила сильно набухает, а при высыхании сжимается.

Классификация почв по гранулометрическому составу.

В основу классификации почв по гранулометрическому составу положено содержание в них физической глины и физического песка. Физической глиной называются частицы размером меньше 0,01 мм, а физическим песком – частицы размеров больше 0,01 мм. В зависимости от конкретного соотношения этих частиц выделяют следующие по гранулометрическому составу почвы.

Классификация почв по гранулометрическому составу

(сокращенная шкала Н.А. Качинского)

0-5

0-5

Связно-песчаная

5-10

5-10

Супесчаная

10-20

10-20

Суглинистая:

Легкосуглинистая

20-30

20-30

Среднесуглинистая

30-40

30-40

Тяжелосуглинистая

40-50

45-60

Глинистая:

Легкоглинистая

50-65

60-75

Среднеглинистая

65-80

75-85

Тяжелоглинистая

Больше 80

Больше 85

Физические свойства почвы.

К общим физическим свойствам относятся плотность твердой фазы, плотность сложения и пористость почвы.

Плотность твердой фазы . Это отношение массы твердой фазы почвы к массе равного объема воды при 4 0 C . Плотность твердой фазы зависит от минералогического состава почвы и содержания в ней органического вещества и колеблется обычно от 2,4 до 2,6.

Плотность сложения (объемная масса) почвы. Масса единицы объема сухой почвы в естественном (ненарушенном) сложении называется плотностью сложения. Она колеблется от 0 ,9 до 1,8 г/м 3 и зависит от гранулометрического состава, количества органического вещества и структуры почвы. Песчаные почвы, содержащие мало гумуса, бесструктурные, имеют более высокую плотность сложения по сравнению с суглинистыми, хорошо гумусированными, оструктуренными почвами. Пахотный слой, имеющий в результате обработки более рыхлое сложение, характеризуется меньшей плотностью сложения по сравнению с нижними горизонтами.

Знание плотности сложения необходимо для вычисления пористости почвы, запасов влаги и элементов питания в ней и при расчете норм полива и количества вносимых в почву удобрений.

Оптимальная плотность пахотного слоя суглинистых почв для большинства сельскохозяйственных культур 1,0-1,2 г/см 3 . При этих значениях плотности создаются наиболее благоприятные условия для развития корневой системы растений. Под воздействием сельскохозяйственной техники плотность пахотного слоя нередко увеличивается до 1,35-1,55 г/см 3 и более. Причем переуплотняется не только пахотный слой, но и подпахотная часть профиля. Переуплотненная почва в сухом состоянии оказывает большое сопротивление корням растений, ее структура разрушается, диаметр пор резко уменьшается, что затрудняет проникновение в пахотный слой воды, обмен воздуха пахотного слоя с воздухом приземного слоя атмосферы, а в итоге условия деятельности микроорганизмов ухудшаются, и урожайность сельскохозяйственных культур снижается.

Переуплотнение пахотного слоя сказывается на суглинистых почвах в течение 2-3 лет и медленно снижается даже при многократной последующей обработке. Особенно сильно почва переуплотняется под воздействием тяжелых колесных тракторов и комбайнов (трактор К -701, комбайн «Дон -1500» и др.). Поэтому предотвращение переуплотнения пахотного слоя - серьезная задача. Ее можно решить, используя преимущественно гусеничные тракторы, сокращая число проходов машинных агрегатов по полю, сдваивая колеса передних и задних осей тракторов, оборудуя машины широкопрофильными шинами и т. д.

Пористость (или скважность). Пористостью называют общий объем всех пор в почве, выраженный в процентах к общему объему почвы. Различают пористость общую, внутриагрегатную (или капиллярную) и межагрегатную (некапиллярную). Величина как общей пористости, так и ее видов в разных почвах неодинакова и зависит от структуры почвы, ее гранулометрического состава и содержания в ней гумуса.

В верхней части профиля пористость обычно максимальная, с глубиной она уменьшается. Знание пористости необходимо для оценки воздушных свойств почвы.

Физико-механические свойства почвы.

К физико-механическим свойствам относятся связность, липкость, пластичность, набухание и спелость почвы.

Связность. Способность почвы противостоять разрывающему усилию называют связностью. Зависит от силы сцепления частиц. Тяжелые почвы, бесструктурные, насыщенные одновалентными катионами, более связны по сравнению с легкими структурными почвами, насыщенными кальцием и магнием. Связность зависит также от влажности почвы и играет существенную роль при ее обработке.

Липкость. Это способность почвы во влажном состоянии прилипать к сельскохозяйственным орудиям или другим предметам. Степень липкости зависит от гранулометрического состава, степени структурности и влажности. При одной и той же влажности липкость увеличивается с возрастанием количества илистых частиц и уменьшением структурности почвы.

Пластичность. Способность почвы изменять форму без распадения на отдельности под влиянием внешних сил и сохранять приданную форму после устранения действия этих сил называют пластичностью. Зависит она от гранулометрического состава, содержания влаги и проявляется при среднем содержании влаги. При переувлажнении почва течет, а при недостаточном увлажнении крошится или ломается.

Набухание. Это способность почвы увеличивать объем при увлажнении. Противоположное ему свойство, проявляющееся при высыхании, называют усадкой. Набухание и усадка зависят от гранулометрического состава и состава обменных катионов. Тяжелые почвы, особенно насыщенные натрием, сильно набухают при увлажнении и садятся при высыхании. Эти свойства крайне неблагоприятны, так как вызывают растрескивание почвы и разрыв корней растений.

Спелость почвы. Имеет существенное значение для установления правильных сроков обработки.

Физической спелостью называют состояние почвы, при котором она легко обрабатывается, не мажется и не разделяется на глыбы, а крошится на комки разной величины. Физическая спелость определяется влажностью почвы, ее связностью и пластичностью.

Биологическая спелость - состояние почвы, при котором активно развиваются микробиологические процессы, сопровождающиеся выделением значительного количества углекислого газа и интенсивным выходом питательных элементов. Состояние биологической спелости тесно связано с физической спелостью и температурой пахотного слоя.

Таким образом, физические свойства играют большую роль в жизни почвы, так как определяют ее водно-воздушный и питательный режимы и условия обработки сельскохозяйственными орудиями.

Водные свойства почвы.

Водные свойства почвы играют важную роль в формировании ее водного режима, под которым понимают совокупность процессов поступления, передвижения, расхода и изменения качественного состояния почвенной влаги. А это является решающим фактором в количественном и качественном обеспечении потребностей культурных гений в воде.

На поступившую в почву воду оказывают влияние сорбционные (молекулярное притяжение), менисковые (капиллярные) и гравитационные силы. Они в значительной мере влияют на многие водные свойства почвы и на ее способность накапливать, удерживать и сохранять влагу и обеспечивать ею возделываемые растения.

Отношение массы содержащейся в почве воды к массе абсолютно сухой почвы, выраженное в процентах, называют влажностью почвы. Она ничего не говорит о качественном состоянии воды и ее взаимодействии с почвой и доступности растениям, но свидетельствует лишь о количественном наличии воды в почве.

Влагоемкость почвы - это способность почвы удерживать определенное количество влаги. Почвы песчаные обладают очень низкой влагоемкостью, тогда как у глинистых и гумусированных она особенно велика.

В производственных условиях важное значение имеет знание предельной полевой влагоемкости (ППВ), характеризуемой наибольшим количеством воды в полевых условиях, которое способна удерживать почва в своих капиллярах в подвешенном состоянии после стекания гравитационной воды и низком стоянии грунтовых вод. Запас влаги в почве, определяемый предельной полевой влагоемкостью возрастает с увеличением содержания в почве физической глины, органического вещества, коллоидов и оструктуренности почв. Он является основным источником обеспечения растений водой в период между очередным увлажнением почвы (выпадением осадков, полив и т.п.). На легких песчаных почвах предельная полевая влагоемкость составляет около 12-15%, на среднесуглинистых - 20-25 и на глинистых и гумусированных - 30-35%.

Полная влагоемкость почвы - наибольшее количество воды, которое почва способна вместить во всех своих порах. Такое состояние в почве наблюдается при быстром снеготаянии, ливневых осадках и т.п. После стекания гравитационной влаги, освободившиеся поры заполняются воздухом, и вновь восстанавливается аэрация почв.

Водопроницаемость почв - способность впитывать и пропускать через себя поступающую сверху воду. Песчаные почвы обладают «провальной» водопроницаемостью и большая часть влаги уходит в грунтовые воды, тогда как суглинистые и глинистые почвы медленно пропускают влагу и долго ее удерживают. Поэтому даже при частых осадках на легких почвах растения испытывают недостаток влаги, а на средне суглинистых и глинистых почвах это может наблюдаться через более продолжительный интервал времени.

Водоподъемная способность характеризуется свойством почвы поднимать влагу по капиллярным промежуткам. На почвах песчаных, где диаметр капиллярных пор велик, высота капиллярного подъема редко превышает 0,5 - 0,8 м, а на среднем суглинке - 2,5 - 3,0 м, на глинистых она может составлять 4,0 - 6,0 м. Однако в случаях, подобных последним, возрастают непроизводительные потери влаги, и усиливается опасность засоления почв в зоне сухих и пустынных степей.

С капиллярностью связана и испаряющая способность почвы, характеризуемая потерей влаги вследствие физического испарения. Ветер и повышение температуры усиливают потери влаги. Почвы распыленные, бесструктурные и плотные больше теряют влаги, чем песчаные. Резко снижается испаряющая способность почв структурных, где капилляры короткие, прерывистые и не образуют сплошной волосяной подъем воды к поверхности почвы. На заплывающих и бесструктурных почвах можно в 2-3 раза сократить потери воды из-за физического испарения, если над капиллярами создать рыхлый мульчирующий слой почвы в 3-4 см с помощью боронования. Такой прием очень эффективен ранней весной и получил название ранне весеннего, или покровного, боронования.

Воздушные свойства почвы.

Воздушные свойства почвы, как и ее воздушный режим в значительной мере определяются ее пористостью. Хорошая аэрация, обусловленная активным газообменом между почвой и атмосферой, благоприятна для жизнедеятельности корней растений и почвенных микроорганизмов, образования наиболее доступных растениям окисленных форм минерального питания. Недостаток аэрации снижает содержание в почве кислорода, что нарушает нормальные процессы метаболизма в корнях растений, усиливаются неблагоприятные анаэробные и восстановительные процессы.

Состояния воздушного режима в значительной мере определяются такими свойствами почвы как воздухоемкость и воздухопроницаемость.

Воздухоемкость почвы определяется объемом крупных (некапиллярных и межагрегатных) пор в почве. В мелких же (капиллярных и внутриагрегатных) порах обычно в нормальных полевых условиях содержится влага. Поэтому объем пор почвы, не занятых водой, называют пористо стью аэрации. В бесструктурных почвах она невелика и быстро снижается при естественном уплотнении или увлажнении почвы. В структурных почвах пористость аэрации быстро восстанавливаться даже посуде обильных осадков. На окультуренных почвах пористость аэрации необходимо поддерживать на уровне 15-30% от объема почвы.

Воздухопроницаемость выражает способность почвы пропускать через себя воздух. На структурных, легких по механическому составу и умеренно увлажненных почвах она хорошо выражена и сильно затруднена на почвах распыленных, плотных и переувлажненных. Нормальная воздухопроницаемость сохраняется при значении пористости аэрации не менее 15-20%.

Тепловые свойства почвы.

Тепловые свойства почвы определяют возможности по чвы трансформировать и сохранять тепловую энергию, основным источником которой является солнце.

Теплоемкость - это количество тепла в джоулях, которое необходимо для нагревания 1 г (массовая теплоемкость) или 1 см 3 (объемная теплоемкость) почвы на 1° С. Она сильно колеблется не только от соотношения твердой, жидкой и газообразной фазы, но и от состава этих фаз. Так, массовая теплоемкость воды составляет 4,187; кварцевого песка - 0, 821; глины - 0,975; органического вещества - 1,997 и воздуха - 0,001. У нормально увлажненных почв теплоемкость колеблется в пределах 0,7-0,8. С увеличением влажности почвы она быстро возрастает. Поэтому песчаные легко пересыхающие почвы быстро прогреваются («теплые» почвы), чем влажные глинистые («холодные» почвы).

Теплопроводность выражает способность почвы проводить тепло от теплых слоев к холодным. Она составляет у песка 0,039, глины - 0,009, воды - 0,005, органического вещества - 0,001, и воздуха - 0,0002. Поэтому сухие и плотные почвы быстро проводят тепло, но и быстро его теря ют . Последнего можно избежать, если верхний слой почвы взрыхлить (боронование, шлейфование и т.п.). Напротив, рыхлые, переувлажненные и богатые органическим веществом почвы медленно прогреваются, но дольше его сохраняют.

Притекающая к поверхности солнечная энергия не вся поглощается почвой (теплопоглощение), а часть ее отражается в пространство и теряется безвозвратно. Эта часть отраженной энергии, выраженной в процентах, и называемой альбедо, характеризует теплоизлучение почвы. Почвы влажные, гумусированные, темноокрашенные больше поглоща ют энергии (альбедо около 8-20%). Почвы легкие по механическому составу и светлоокрашенные значительно меньше поглощают тепла (альбедо 25-40%), тогда как поверхность снежного покрова поглощает наименьшее количество солнечной энергии (альбедо 88-91%).

Таким образом, рассмотренные тепловые свойства почвы позволяют сознательно подходить к оценке как возможных тепловых условий на конкретном поле, так и выбору приемов их регулирования.

Тест 2 по теме « Почва, её происхождение, состав и свойства»

1.Дать определение почвы.

а) твердый поверхностный слой земной коры;

б) рыхлый поверхностный слой земной коры;

в) рыхлый поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием;

г) материнская порода.

2. Показателем плодородия является:

а) природное свойство всякой почвы;

в) твердый слой земной коры;

г) материнская порода.

3. Назвать наиболее плодородные почвы:

а) подзолистые;

б) каштановые;

в) дерново-подзолистые;

г) черноземы.

4. Дать определение плотности почвы.

а) масса единицы ее объема в естественном сложении;

б) отношение массы твердой фазы почвы в сухом состоянии к массе равного объема воды при темп.4 градус;

в) суммарный объем пор в почве в единице объема;

5.Плодородие бывает:

а) природное;

б) искусственное;

в) природное и искусственное.

6. Почвообразовательный процесс - эго:

а) почвообразующие породы;

б) климат;

в) совокупные действия факторов, под влиянием которых формируется почва;

г) плодородие.

7. Полная влагоемкость почвы - это:

б) предельное количество влаги, которое способна удерживать почва в полевых условиях после стекания гравитационной воды;

в) количество влаги, которое способна удерживать почва при наличии капиллярной связи с грунтовой водой;

г) способность почвы удерживать влагу.

8. Водопроницаемость почвы зависит от:

а) структуры почвы, глубины пахотного слоя;

б) от механического состава почвы;

в) от рыхлости пахотного слоя.

г) от механического состава, структурного состояния и сложения почвы.

9. Гумус - это:

а) микроорганизмы и удобрения;

б) перегнойная часть почвы;

в) химические вещества, склеивающие механические частицы почвы;

г) структуры почвы

10. Какие почвы относятся к наиболее водопроницаемым?

а) Глинистые; в) Илистые;

б) Суглинистые; г) Песчаные.

Программированное задание 1 по теме

«Почва, её происхождение, состав и свойства». Установите соответствие между свойством почвы и его определением

1. Назовите физико-механические свойства почвы

2. Назовите физические свойства почвы

3. Назовите водные свойства почвы

4. Назовите воздушные свойства почвы

5. Назовите тепловые свойства почвы

1. Структура почвы

2. Теплопроводность почвы

3. Связность

4. Плотность сложения

5. Водопроницаемость

6. Липкость

7. Спелость

8. Водоподъемная способность

9. Пластичность

10. Пористость

11. Набухание

12. Влагоемкость

13. Воздухоемкость

14. Воздухопроницаемость

15.Теплоемкость

16. Удельная теплоемкость

1

2

3

4

5

Программированное задание 2

Любой огородник знает, что при выращивании садово-огородных культур урожайность на его участке зависит в первую очередь от земли, её состава и свойств. Известно, что каждой природной зоне соответствуют свои особенные климатические условия. Из-за таких отличий в погодных условиях формируются и разные виды почв, которые обладают и разными характеристиками.

Основные свойства почв

Все почвы различаются внешнему виду, структуре и многим другим характеристикам. По ним оценивают состав грунта и относят его к тому или иному виду. Вот основные критерии качества грунта:

Цвет - внешнее свойство, описание почвы, по которому можно отнести её к чернозёму, серозёму, краснозёму или желтозёму. Конечно же, цвет полностью зависит от того, насколько влажна почва, что входит в её состав. Например, больше количество гумуса окрашивает почву в тёмный или даже чёрный цвет. А белесый цвет говорит о наличии солей - кальция, магния, гипса, кремния и о вымывании минеральных веществ. Красные и бурые тона - присутствие железа и марганца в породе.

Этот показатель не так прост, как кажется. Влажность зависит не только от метеорологических условий.

Проще говоря, если напитать влагой землю разного типа то и выглядеть она будет по-разному. Оказывают влияние подземные течения, уровень грунтовых вод, механический состав почвенной смеси.

Например, преобладание крупных песчаных частиц не удерживает влагу, пропуская её в нижние слои. Также быстро вода испаряется с такого вида грунта. Наличие частиц глины приводит к увеличению её влагоемкости.

Описание и характеристика видов

Почвы, с которым чаще всего работают садоводы, огородники, агрономы, бывают такими:

• песчаные;
• супесчаные;
• суглинистые;
• глинистые;
• торфяные.

Правильно организовать посадку растений обозначает знать особенности почвы и способы улучшения её свойств правильной обработкой, внесением нужных минеральных веществ и удобрений.

Это лёгкий вид почвы, состоящий в основном из песчаных зёрен и небольшой части глинистых частиц. Она хорошо пропускает воду и чрезвычайно сыпуча. Если взять в ладонь горсть земли, сформировать комок из неё не получится. Она рассыпается. Другие её качества - высокая воздухопроницаемость, теплопроводность, лёгкая обрабатываемость. Удобрения вносить в такой грунт сложно. Они там не задерживаются, уходят вместе с водой в более глубокие грунтовые слои.

Такие земли бедны и не очень пригодны для выращивания культур. Но выращивать садовые деревья, а также морковь, лук и клубнику на ней вполне приемлемо. Для окультуривания песчаника хорошо вводить торф, перегной и глиняную муку.

Супесчаный тип

Эта почва лучшая по свойствам , похожа по составу на песчаную, но все же содержит больший процент глинистых примесей. Взяв в руку горстку и сжав её, можно получить комок. Но он плохо держит форму. Качества такого грунта более ценные. Она лучше удерживает влагу и минеральные вещества, воздухопроницаема, медленнее пересыхает, лучше прогревается, более лёгкая в обработке. Выращивать можно все культуры, не забывая о методах повышения плодородия земли. Способы улучшения такого грунта: внесение калийных и органических удобрений, мульчирование, сидерация и довольно частое рыхление.

Суглинистые земли

Самая лучшая по характеристикам разновидность почвы, называемая ещё суглинок. Содержит самый большой процент питательных веществ. Она отлично сохраняет влагу и наделена способностью распределять её по толще горизонта. Легкая в обработке и сохраняет тепло. Из такого образца хорошо формуется ком и можно раскатать «колбаску», но нельзя согнуть в кольцо. Это специальный приём в агрономии для определения механического состава грунта. Такую землю нужно не улучшать, а только поддерживать её плодородные свойства, для чего проводят её мульчирование и вносят перегной при осеннем перекапывании.

Почва глиняная

Или глинистая, как ещё её называют . Содержание глинистых пород до 80%. Очень тяжёлая и плотная, плохо впитывают воду, в мокром состоянии липнет к обуви. Структура комковатая.

Если взять ком влажной земли, можно легко слепить длинную колбаску и свернуть в кольцо. При этом оно не растрескается и не разорвётся.

Можно сказать, что похожа она на пластилин. Соответственно, качества её ухудшаются: содержит мало воздуха, плохо прогревается и пропускает воду. Вырастить на такой земле садово-огородные культуры нелегко.

Грамотное окультуривание поможет стать и такой земле плодородной. Для этого регулярно вносят известь, золу, компост, навоз. Тщательное рыхление и мульчирование также пойдут на пользу.

Кислотный баланс

Огромное значение на выращивание культур оказывает кислотность почвы , оптимальное значение которой называют кислотно-щелочным балансом. Он является одним из важнейших показателей качества плодородной земли. Обозначают кислотность значком «рН». Когда это значение равно семи единицам, кислотность называют нейтральной. Если рН ниже семи земли кислые. При рН выше семи называют щелочными.

С увеличением кислотности происходит повышение содержания алюминия и его солей в грунте, а также марганца и других минералов. Это не даёт нормально развиваться растениям. Более того, в таком грунте начинают активно размножаться болезнетворные бактерии, микроорганизмы и вредители. Внесённые удобрения не разлагаются. Все это приводит к нарушению дисбаланса почвы.

Определить кислотность очень просто в домашних условиях. Для этого используют простой метод лакмусовых индикаторов. Закисленными почвы бывают очень часто. Самый распространённый способ - известкование. При этом известь вытесняет из верхнего слоя земли алюминий и его соли, заменяя их на кальций и магний. Этим снижается токсическое воздействие на растение.

Количество извести на квадратный метр зависит от типа почв и их характеристик. В таблице даны нормы внесения извести для понижения кислотности .

Принцип прост: чем тяжелее и глинистее почва, тем в большем количестве извести она нуждается. Важно помнить, что при внесении извести одновременно закладывают борные удобрения. Кислотность нужно проверять периодически, если требуется регулировать.

Ведь этот показатель влияет на плодородность земли, а соответственно, и на урожайность.

виды почв

Почва является средой и основным условием развития растений. В почверастения укореняются и из нее черпают все необходимые дляжизнедеятельности питательные вещества и воду. Под понятием почваподразумевается самый верхний слой твердой земной коры, пригодный дляобработки и выращивания растений, который в свою очередь состоит издостаточно тонких увлажняемого и гумусного слоев.

Увлажняемый слойтемного цвета, имеет незначительную толщину в несколько сантиметров,содержит наибольшее число почвенных организмов, в нем идет бурнаябиологическая деятельность.

Гумусный слой толще; если его толщинадостигает 30 см, можно говорить об очень плодородной почве, в немобитают многочисленные живые организмы, перерабатывающие растительныеи органические остатки на минеральные составляющие, в результате чегоони растворяются грунтовыми водами и всасываются корнями растений. Нижерасполагаются минеральный слой и материнские породы.

Химический состав почвы

По химическому составу минеральной компоненты почва состоит из песка иалеврита (формы кварца (кремнезёма) SiO 2 с добавками силикатов (Al 4(SiO 4) 3 , Fe 4 (SiO 4) 3 , Fe 2 SiO 4) и глинистых минералов(кристаллические соединения силикатов и гидроксида алюминия)).

Единая международная классификация почв пока ещё не разработана. Почвыодного типа обычно образуют широтные зоны, вытянутые вдоль областей содинаковым увлажнением и среднегодовой температурой. В горах чёткопрослеживается высотная зональность почв.

Определение типа почвы по растениям, растущим на ней

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.

Истощенные 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, пикульник, щучка, камыш.

К физическим свойствам почвыотносятся:

пористость (зависит от величины и формы зерен) крупнозернистые почвы содержат мало пор, примерно до 25% на песке или гравии, а на черноземе пористость достигает 85%, на глинистой почве пористость составляет 40-45%.

Капиллярность почвы. Способность почвы поднимать влагу. Капиллярность выше у мелкозернистых почв, а, значит высота поднятия грунтовых вод, скажем, у чернозема выше, чем на песчаной почве. Поэтому строительство благоприятнее на крупнозернистых почвах, меньше сырость. ниже грунтовые воды.

Влагоемкость почвы - то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва. Это имеет значение для создания оптимального по влажности микроклимата внутри зданий. Считается, что почвы с большой влагоемкостью являются нездоровыми.

Гигроскопичность почвы - это способность притягиваь водяные пары из воздуха. Минмальной гигроскопичностью обладают крупнозернистые почвы, свободные от загрязнений.

Почвенный воздух. Он заполняет поры меду частицами почвы, находясь в непосредственном контакте с атмосферным воздухом, отличается по составу от атмосферного. Если в атмосферном воздухе содержание кислорода достигает 21%, то в почвенном воздухе содержание кислорода занчительно меньше - 18-19%. В чистой почве содержится в основном кислорода и углекислый газ, в загрязненных почвах добавляется водород и метан. Чем больше кислорода в почвенном воздухе, тем лучше идут в почве процессы самоочищения. Например, в куче мусора, где нет доступа кислорода преобладают процессы гинения,а если отходы обезвреживются в незагрязненной почве (то есть мало отходов, много чистой почвы) то процессы самоочищения идут до конца, заканчиваясь минерализацией и гумификацией то есть образованием гумуса.

Почвенная влага - существует в химически связанном, в жидком и газообразном состоянии. Влага почвы оказывает влияние на микроклимат и на выживание микроорганизмов в почве.

Химический состав почвы. В почве могут содержатся все химические элементы. Тело человека по качественному составу содержит те же макро и микроэлементы, что и почва, поскольку почва участвует в круговороте веществ в природе, а, значит почва влияет на состояние здоровья человека.

Почвы состоят из частиц различного размера, начиная от крупных валунови заканчивая мелким грунтом (частицы мельче 2 мм в диаметре) иколлоидными частицами (< 1 мкм). Обычно частицы, составляющие почву,делят на глину (мельче 0,002 мм в диаметре), ил (0,002–0,02 мм), песок(0,02–2,0 мм) и гравий (больше 2 мм). Механическая структура почвыимеет очень важное значение для сельского хозяйства, определяет усилия,требуемые для обработки почвы, необходимое количество поливов и т. п.Хорошие почвы содержат примерно одинаковое количество песка и глины;они называются суглинками . Преобладание песка делаетпочву более рассыпчатой и лёгкой для обработки; с другой стороны, в нейхуже удерживается вода и питательные вещества. Глинистые почвы плоходренируются, являются сырыми и клейкими, но зато содержат многопитательных веществ и не выщелачиваются. Каменистость почвы (наличие крупных частиц) влияет на износ сельскохозяйственных орудий.

По степени содержания гумуса (перегноя) почвы подразделяются на бедноили незначительно гумусные (1% гумуса и меньше), умеренно гумусные (до2% гумуса), среднегумусные (2-3%) и, наконец, гумусные, содержащиеболее 3% перегноя. Благоприятными для разведения любыхсельскохозяйственных культур считаются почвы, содержащие не менее 3-5%гумуса.

Чернозем - это тип почвы, встречающийся в луговой и степной зонах,характеризуется повышенным содержанием гумуса (до 15) и высоким уровнемприродного плодородия. Из названия данного типа почвы следуетхарактеристика его окраски, которой чернозем обязан гумусу.

Важной характеристикой почвы является ее способность поглощать солнечное тепло.

От этого зависит тепловой режим почвы в целом, что влияет наразвитие растений, которое происходит в определенных условияхтемпературного режима. Изменения температурного режима почвы в сторонуповышения или понижения могут отрицательно сказаться на прорастаниисемян 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 длядостижения 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.

Изучение почв

Твердая фаза почв и поровое пространство.

Дисперсность почвы. Два уровня дисперсности почв - уровень элементарных почвенных частиц (ЭПЧ) и агрегатный уровень. Гранулометрический состав почвы как характеристика ее дисперсности. Происхождение ЭПЧ. Классификации ЭПЧ по размерам. Вещественный состав и свойства гранулометрических фракций и их влияние на свойства почвы в целом. Изменение гранулометрического состава в процессе почвообразования. Методы гранулометрического анализа (способы пептизации почвы, разделения и учета фракций). Уравнение Стокса и условия его применимости к почвенным суспензиям. Понятие об эффективном диаметре ЭПЧ. Интерпретация данных гранулометрии. Вероятностные показатели гранулометрического состава (по П.Н. Березину). Отечественные и зарубежные классификации почв по гранулометрическому составу. Использование данных гранулометрии при диагностике почв и почвенных процессов, при картировании и агроэкологической оценке почв.

Микроагрегатный состав почв. Понятие о микроагрегате. Условия и механизмы агрегирования ЭПЧ и их связь с особенностями осадкои почвообразования. Свойства фракций микроагрегатов. Микроагрегатный анализ почвы. Способы сопоставления данных гранулометрического и микроагрегатного анализа. Коэффициенты дисперсности и структурности.

Макроагрегатный состав почвы. Почвенные агрегаты высших порядков - макроагрегаты (педы). Условия образования. Морфологическая классификация педов и их диагностическое значение. Сравнительная характеристика агрегатного состояния главных типов почв. Агрономически ценная структура: свойства, условия формирования и разрушения. Влияние макроструктуры на свойства, режимы почв и их плодородие. Значение агрегированности для мелиорации и охраны почв. Механические, физические, физико-химические, химические и биологические способы оптимизации агрегатного состояния почв. Система методов оценки агрегатного состояния почв.

Удельная поверхность почвы как характеристика ее дисперсности. Связь величины удельной поверхности с гранулометрическим, химическим, минералогическим составом и агрегатным состоянием почв.

Плотность почв. Плотность твердой фазы (р s) как показатель ее вещественного состава. Удельный объем твердой фазы, его значения. Величины р s характерные для различных почв и их компонентов. Профильные изменения р s и их значения для диагностики почв. Использование в разных разделах почвоведения. Методы определения р s .

Плотность сложения (объемная масса) почв (р b) как показатель вещественного состава и упаковки. Характерные величины р b . Понятие об оптимальной и о равновесной плотности. Проблема переуплотнения почв в сельском хозяйстве. Изменения р b во времени. Применение р b в разных разделах почвоведения. Расчеты с использованием величин р b . Методы определения р b в полевых и лабораторных условиях.

Поровое пространство почв. Общая порозность (пористость) и ее величины в различных горизонтах и типах почв. Активная и неактивная, капиллярная и некапиллярная порозность. Текстурное (внутриагрегатное), межагрегатное, межфрагментное поровое пространство. Проихождение пор (поры упаковки, трещины, биогенные поры). Функции пор различного размера и происхождения (поры аэрации, инфильтрации, влагопроводящие, влагосберегающие поры; поры транзитного межгоризонтного перемещения жидкой, газовой, живой и твердой фазы). Изменение порозности во времени. Особенности порового пространства набухающих почв. Методы измерения и расчета общей и дифференциальной порозности.

Органическое вещество и гранулометрическая система почвы

В монографии обобщены данные по проблеме органо-минеральных взаимодействий в почве. Показано, что распределение органического вещества в почве по разным структурным фракциям является фундаментальным свойством почвы, во многом определяющим условия се формирование и функционирования, ее экологические функции, продуктивность, а также устойчивость к агрогенным воздействиям. Выявлена роль и функции разных групп органического вещества почвы в процессах почвообразования, в структурной организации почвы и устойчивого функционирования почвы и биосферы в целом, а также возможность использования характеристик пулов органического вещества для экологической оценки разных агрогенных воздействий. Подчеркивается важность исследования всего пула органического вещества почвы, включая исследование детрита, как неотъемлемой его составляющей, наряду с собственно гумусовыми веществами для понимания функций и роли всех пулов органического вещества почвы.

Помимо обобщения большого накопленного опыта, в монографии приведены многочисленные собственные экспериментальные результаты автора.

Книга рассчитана на широкий круг специалистов, интересующихся органическим веществом почвы.

Cостав почвы

Состав и свойства почвы

Cостав почвы

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействий, живых микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие почвы, т.е. способность обеспечить рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе и поддерживает газовый состав атмосферы.

Состав и свойства почвы

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Соотношение их неодинаково не только в разных почв, но в различных горизонтах одной и той же почвы. Закономерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов то верхних горизонтов почвы к нижним и увеличение интенсивности преобразования компонентов материнской породы от нижних и горизонтов к верхним. В твердой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместо с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, - более тонкие. Рыхлость сложения почвы обусловливают состава ее твердой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы, измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см). Основную массу почв составляет обычно мелкозем - частицы менее 1 мм

Твердые частицы в естественном залегании заполняются не весь объем почвенной массы, а лишь некоторую его часть; др. часть составляют поры - промежутки различного размера и формы между частицами и их агрегатами. Суммарный объем пор называется пористостью почвы. Для большинства минеральных почв эта величина варьирует в пределах от 40 до 60%. В органогенных (торфяных) почвах она возрастает до 90%, в заболоченных, оглеенных, минеральных - уменьшается до 27%. От пористости зависят водные составы почвы (водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость) и плотность почвы. В порах находятся почвенный раствор и почвенный воздух. Соотношение их непрерывность меняется вследствие поступления в почву атмосферу осадков, иногда оросительных и грунтовых вод, а также расхода влаги - почвенного стока, испарения (отсасывание корнями растений) и др.

Освобождающееся от воды поровое пространство заполняется воздухом. Этими явлениями определяется воздушный и почвенный режим почвы. Чем больше поры заполнены влагой, тем затруднительнее газовый обмен (особенно О2 и СО2) между почвой и атмосферой, тем медленнее протекают в почвенной массе процессы окисления и быстрее - процессы восстановления. В порах также обитают почвенные микроорганизмы. Плотность почвы (или объемная масса) в ненарушенном сложении определяется пористостью и средней плотностью твердой фазы. Плотность минеральных почв от 1 до 1,6 г/см3, реже 1,8г/см3, заболоченных оглеенных - до 2 г/см3, торфяных - 0,1-0,2 г/см2.

С дисперсностью сопряжена большая суммарная поверхность твердых частиц: 3-5 м2/г у песчаных почв, 30-150 м2/г у супесчаных, до 300-400 м2/г у глинистых. Благодаря этому почвенные частицы, особенно коллоидная и илистая фракции, обладают поверхностной энергией, которая проявляется в поглотительной способности почвы и буферности почвы.

Минеральный состав твердой части почвы во многом определяет ее плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные почвы почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Сu, Mo, I, B, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество СаСО3 (особенно если почвы образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей - СаSO4 и др. более легко растворимые соли; почвы влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Одна реакция этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста почвы, особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются почвы более богатые Al, Fe, щелочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава - Si. Во влажны тропиках на молодой коре выветривания почв значительно беднее окисями железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с почвой умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твердой части почвы незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.

В состав твердой части почвы входит органическое вещество, основная (80 - 90%) часть которого представлена сложным комплектом из гумусовых веществ, или гумуса. Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.д. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в почве содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая теоретическая структура почвы во многом определяет ее физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо - минеральные соединения представлены солями, глинисто - гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в почву.

Жидкая часть, т.е. почвенный раствор, - активный компонент почвы, осуществляющий перенос веществ внутри нее, вынос из почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания. Обычно содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.

Газовая часть или почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, O2, CO2, летучие органические соединения и пр., постоянны и определяются характером множества протекающих в почве химических, биохимических процессов. Например количество СО2 в почвенном воздухе существенно меняется в годовом и суточном циклах вследствие различной интенсивности выделения газа микроорганизмами и корнями растений. Газообмен между почвенным воздухом и атмосферой происходит преимущественно в результате диффузии СО2 из почвы в атмосферу и О2 в противоположном направлении.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли и др.) и представлений многих групп беспозвоночных животных - простейших, червей, моллюсков, насекомых и их роющих позвоночных и др. Активная роль живых организмов в формировании почвы определяет принадлежность ее к биокосным природным телам - важнейшим компонентам биосферы.

Химический состав почвы оказывает влияние на состояние здоровья человека через воду, растения и животных. Недостаток или избыток определенных химических элементов в почве бывает столь велик, что приводит к нарушению обмена веществ, вызывает или способствует развитию серьезных заболеваний. Так, широко распространенное заболевание эндемический (местный) зоб связано с недостатком йода в почве. Малое количество кальция при избытке стронция служит причиной уровской болезни. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. При высоком содержании фтора (свыше 1,2 мг/л) нередко возникают заболевания костной системы (флюароз).

Почва представляет собой сложную природную систему, где под влиянием живых организмов и других факторов происходят образование и разрушение сложных органических соединений. Минеральные вещества извлекаются растениями из почвы, входят в состав их собственных органических соединений, затем включаются в органические вещества тела сначала растительноядных, затем насекомоядных, хищных животных. После гибели растений и животных их органические соединения поступают в почву. Под воздействием микроорганизмов в результате сложных многоступенчатых процессов разложения эти соединения переходят в формы, доступные для усвоения растениями. Они частично входят в состав органических веществ, задерживаются в почве или удаляются с фильтрующимися и сточными водами. В результате происходит закономерных круговорот химических элементов в системе "почва - растения - (животные - микроорганизмы) - почва". Этот круговорот В.Р. Вильямс назвал малым, или биологическим. Благодаря малому круговороту веществ в почве постоянно поддерживается плодородие. В искусственных агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. Из - за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится малоплодородной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения. Применяя необходимые севообороты, тщательно обрабатывая и удобряя почву, человек повышает ее плодородие столь значительно, что большинство современных обрабатываемых почв следует считать искусственными, созданными при участии человека. Таким образом, в одних случаях воздействие человека на почвы приводит к повышению их плодородия, в других - к ухудшению, деградации и гибели.

Типы почв по механическому составу

В почвоведении принята классификация почв по механическому составу разработана Качинским, по которой все почвы подразделяются в зависимости от содержания в них физической глины, т.е. частиц, диаметр которых менее 0,01мм. Для каждого типа почвообразования нормы содержания физической глины не однократны.

Классификация почв по механическому составу. (Н.А. Качинский, 1965)

Механический состав почвы является важной характеристикой, необходимой для определения ценности почвы, ее плодородия, способ механические свойства почвы: влажность, водопроницаемость, порозность, воздушный и тепловой режим и др. В полевых условиях определение механического состава производится по степени пластичности - наощупь. При известном навыке почвы можно достаточно четко разделить на глинистые, суглинистые, песчаные:

Песчаные почвы - бесструктурные, не обладают связностью, сыпучи, при большом увлажнении можно скатать в шарик.

Супесчаные почвы - в сухом состоянии сыпучи, бесструктурные, во влажном состоянии легко скатываются в шар, но "шнура" или "колбаски" не образуют.

Суглинистые почвы - в сухом состоянии легко втираются в кожу, во влажном состоянии пластичными пластичны и легко раскатываются в "шнур" или "колбаску". Чем тоньше "шнур" или "колбаска", тем данная почва ближе к глине.

Глинистые - в сухом состоянии при растирании на ладони дают тонкий однородный порошок (пудру), хорошо втираются в кожу, во влажном состоянии раскатываются в длинный тонкий "шнур", легко сворачиваемый в кольцо без трещин.

Окончательное название почвы по механическому составу производится в лаборатории при помощи специального анализа, и на основании этого дается название почвы. Общий анализ почвы по механическому составу дается по данным механического анализа верхнего горизонта (0-25см). Например, чернозем южный глинистый.

Сложение почвы. Под сложением почвы понимают внешнее выражение степени и характера ее плотности. Сложение оказывает большое влияние на сопротивление почвы почвообрабатывающим орудием, но ее водопроницаемость и в значительной степени на глубину проникновения в нее корней растений.

Порозность почвы. Почвенные частички и структурные элементы, входящие в состав почвы, прилегают друг к другу не всеми своими плоскостями, а лишь отдельными точками или гранями, вследствие чего сама почва приобретает характер пористого тела, пронизанного целой системой трещин, пор ячеек, пустот. Общий объем всех воздушных пор, полостей, трещин и пр. в определенном объеме почвы называют порозностью или скважностью почвы. Суммарный объем почвенных пор составляет от 25 до 60% объема почвы.

На порозность почвы большое влияние оказывает, прежде всего, структурное строение почвы: чем почвы структурнее, тем общая порозность больше (поскольку, помимо заключенных в комках пор, эти почвы имеют промежутки, находящиеся между структурными отдельностями). Всякое разрушение почвенной структуры, могущее произойти в результате воздействия на почву природных факторов или вследствие неправильной обработки почв, ведет за собой уменьшение общей порозности почвы. Заметное влияние на порозность почв оказывает также органическое вещество почв: чем органического вещества больше, тем больше порозности (так, например, порозность песка около 30%, а торфа - около 85%). Порозность заметно меняется в зависимости от глубины почвенного слоя в верхних слоях она больше, в нижних - меньше. Объясняется это большим содержанием гумуса и лучшей структурой верхних горизонтов, большим воздействием на верхние слои почвы корней растений и роющих животных, а также меньшим давлением вышележащих слоев.

Размеры почвенных полостей различны, начиная от тончайших, так называемых капилляров, и кончая порами с диаметром 10 мм и крупнее. В связи с этим, помимо общей скважности, различают еще капиллярную и некапиллярную скважность почвы. Во всякой почве всегда есть оба вида скважности, причем преобладание того или иного вида зависит от механического и структурного состава почв.

Каждый вид скважности имеет различное значение в почвообразовательных процессах: капиллярная порозность, обычно заполненная водой, затрудняет свободный доступ воздуха в почву и продвижение атмосферной влаги из верхних горизонтов в нижние. Наличие же некапиллярной скважности устраняет эти нежелательные явления, создавая благоприятные условия как для почвообразовательных процессов, так и для развития растений.

Список использованной литературы

1. Атлас природных условий и естественных ресурсов Украинской ССР, М. 1978 г.

2. Карпачевский Л.О. Зеркало ландшафта. М., Мысль, 1983 г.

3. Ковда В.А. Основные учения о почвах. КН. 1-2, М., 1973 г.

4. Почвоведение (под ред. Ковды Б.Г., Розанова) М., Высшая школа. 1988 г.

5. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М., 1972 г.

Каждый из нас, кто хоть немного знаком с биологией, понимает, что успех выращивания садово-огородных культур зависит сразу от совокупности множества разносторонних факторов. Климатические условия, сроки посадки, сорт, своевременность и грамотность агротехнических приемов - вот далеко не все, что оказывает прямое влияние на урожай.

Чернозём, богатая гумусом почва. © NRCS Soil Health

Одним из основополагающих моментов, часто играющих доминирующую роль в исходе закладки сада и разбивки огорода, является тип почвы. Именно от того, какая на вашем участке почва, будет зависеть возможность выращивания тех или иных культур, необходимость в тех или иных удобрениях, частота поливов и прополок. Да, да! Все это может иметь существенные отличия и идти на пользу или во вред, если не знать с какой почвой имеешь дело.

Основные виды почв

К основным видам почв, с которыми чаще всего сталкиваются огородники России, относятся: глинистая, песчаная, супесчаная, суглинистая, известковая и болотистая. Каждая из них имеет как положительные, так и отрицательные свойства, а значит отличается в рекомендациях по улучшению и подбору культур. В чистом виде они встречаются редко, в основном в комбинации, но с преобладанием определенных характеристик. Знание этих свойств составляет 80 % успеха хорошего урожая.

Глинистая почва. © nosprayhawaii

Определить глинистую почву достаточно легко: после перекопки она имеет крупнокомковатую плотную структуру, в дожди жирно липнет к ногам, плохо впитывает воду, легко слипается. Если из горсти такой земли (влажной) скатать длинную колбаску - ее можно легко согнуть в кольцо, при этом она не станет рассыпаться на части или трескаться.

В связи с высокой плотностью, такая почва считается тяжелой. Она медленно прогревается, плохо вентилируется, имеет низкий коэффициент водопоглощения. Поэтому выращивать на ней культуры достаточно проблематично. Однако, если глинистую почву грамотно окультурить, она способна стать достаточно плодородной.

Чтобы облегчить и обогатить данный вид почвы, рекомендуется периодическое внесение песка, торфа, золы и извести. Песок снижает показатели влагоемкости. Зола обогащает питательными элементами. Торф разрыхляет и увеличивает водопоглощающие свойства. Известь снижает кислотность и улучшает воздушный режим почвы.

Сколько чего вносить - вопрос индивидуальный, напрямую связанный с показателями именно вашего грунта, которые точно можно определить только в лабораторных условиях. Но, в целом: песка - не более 40 кг на 1 м², извести - около 300-400 г на м², под глубокую перекопку один раз в 4 года (на почвах со слабокислой реакцией), для торфа и золы ограничений нет. Если есть выбор органики, то лучшим вариантом для повышения плодородия глинистых почв является конский навоз. Не бесполезным будет и высев сидератов, таких как горчица, рожь, овес.

Растениям на глинистых почвах приходится не легко. Плохая прогреваемость корней, недостаток кислорода, застой влаги, образование почвенной корки работают не на пользу урожая. Но все же деревья и кустарники, имея достаточно мощную корневую систему, данный тип почв переносят хорошо. Из овощей на глине неплохо себя чувствуют картофель, свекла, горох и топинамбур.

Для остальных культур можно порекомендовать высокие грядки, посадку на гребнях, применение меньшей глубины заделки семян и клубней в почву, высадку рассады наклонным способом (для лучшего прогревания корневой системы). Среди агротехнических приемов, особенное внимание на глинистых почвах необходимо уделять рыхлению и мульчированию.

Песчаная почва. © extension

Песчаная почва относится к легким видам почв. Узнать ее так же не составит труда: она рыхлая, сыпучая, легко пропускает воду. Если горсть такой земли взять в руки и попробовать сформировать комок - ничего не получится.

Все качества, присущие песчаным почвам, являются и их плюсом, и их минусом. Такие почвы быстро прогреваются, хорошо аэрируются, легко обрабатываются, но вместе с тем быстро охлаждаются, скоро пересыхают, слабо удерживают в зоне корней минеральные вещества (питательные элементы вымываются водой в глубинные слои грунта). В результате этого они бедны на наличие полезной микрофлоры и плохо пригодны для выращивания каких-либо культур.

Чтобы повысить плодородие таких почв, необходимо постоянно заботиться об улучшении их уплотняющих и связующих свойств. Регулярные внесения торфа, компоста, перегноя, глиняной или буровой муки (до двух ведер на 1 м²), применение сидератов (с заделкой в почву), качественное мульчирование уже через 3 — 4 года дают достойный устойчивый результат.

Но даже если участок еще только в процессе окультуривания, на нем можно выращивать морковь, лук, дыни, клубнику, смородину, плодовые деревья. Несколько хуже на песчаных почвах будут себя чувствовать капуста, горох, картофель и свекла, однако если удобрять их быстродействующими удобрениями, в малых дозах и достаточно часто, то можно добиться хороших результатов.

Для тех, кто возиться с окультуриванием не хочет, существует другой способ возможности облагораживания данных почв - создание искусственного плодородного слоя путем глинования. Для этого, на месте грядок, необходимо устроить глинистый замок (выложить глину слоем в 5-6 см) и на него насыпать 30-35 см супесчаной или суглинистой почвы, взятой со стороны.

Супесчаная почва. © pictonsandandsoil

Супесчаная почва - еще один вариант легких по механическому составу грунтов. По своим качествам она схожа с песчаными почвами, но содержит несколько больший процент глинистых включений, а значит обладает лучшей удерживающей способностью к минеральным и органическим веществам, не только быстро прогревается, но и долго удерживает тепло, меньше пропускает влагу и медленнее пересыхает, хорошо аэрируется и легко поддается обработке.

Определить ее можно тем же методом сдавливания горсти влажной земли в колбаску или комок: если она формируется, но плохо удерживает форму - перед вами супесчаный грунт.

Расти на таких почвах может все, при обычных методах агротехники и выборе районированных сортов. Это один из неплохих вариантов для садов и огородов. Однако приемы повышения и поддержания плодородия для данных почв так же не окажутся лишними. На них рекомендовано регулярно вносить органику (в обычных дозах), высевать сидеральные культуры, проводить мульчирование.

Суглинистая почва. © gardendrum

Суглинистая почва - самый подходящий вид почв для выращивания садово-орогодных культур. Она легко поддается обработке, содержит большой процент питательных элементов, имеет высокие показатели воздухо- и водопроводимости, способна не только сохранять влагу, но и равномерно распределять ее по толще горизонта, хорошо удерживает тепло. Если взять пригоршню такой земли в ладони и скатать ее, то можно легко сформировать колбаску, которую, однако, нельзя согнуть в кольцо, так как при деформировании она развалится.

Благодаря совокупности имеющихся свойств, суглинистую почву не нужно улучшать, а необходимо только поддерживать ее плодородие: мульчировать, вносить под осеннюю перекопку навоз (3-4 кг на 1 м кв.) и, по мере надобности, подкармливать высаженные на ней культуры минеральными удобрениями. Выращивать на суглинистых почвах, можно все.

Известковая почва. © midhants

Известковая почва относится к категории бедных почв. Обычно она имеет светло-коричневый цвет, большое количество каменистых включений, характеризуется щелочной средой, при повышенных температурах быстро нагревается и пересыхает, плохо отдает растениям железо и марганец, может иметь тяжелый или легкий состав. У выращиваемых культур на такой почве желтеет листва и наблюдается неудовлетворительный рост.

Чтобы улучшить структуру и повысить плодородие известковых почв необходимо регулярно вносить органические удобрения, причем не только под основную обработку, но и в виде мульчи, высевать сидераты, применять калийные удобрения.

Выращивать на данном виде грунтов, можно все, но при частом рыхлении междурядий, своевременных поливах и продуманном применении минеральных и органических удобрений. От слабой кислотности будут страдать: картофель, томаты, щавель, морковь, тыква, редька, огурцы и салаты, поэтому подкармливать их нужно удобрениями, склонными подкислять, а не подщелачивать почву (например, сульфатом аммония, мочевиной).

Торфяной среднеразложившийся горизонт дерново-подзолистой почвы. © own work

Болотистая почва

Болотистые или торфяные почвы, так же находят применение под разбивку садово-огороднических участков. Однако, назвать их хорошими для выращивания культур достаточно сложно: содержащиеся в них элементы питания мало доступны для растений, воду они впитывают быстро, но так же быстро и отдают, плохо прогреваются, часто имеют высокий показатель кислотности. Зато, такие почвы хорошо задерживают минеральные удобрения и легко поддаются окультуриванию.

Чтобы улучшить плодородие болотистых почв, необходимо насытить землю песком (для этого необходимо проводить глубокие перекопки так, чтобы поднять песок с нижних слоев) или глиняной мукой, на особо кислых вариантах применять обильное известкование, заботиться о повышении в земле содержания полезных микроорганизмов (вносить навоз, навозную жижу, компост, не обходить стороной микробиологические добавки), не забывать о калийно-фосфорных удобрениях.

Если закладывать сад на торфяных почвах, то лучше высаживать деревья либо в ямы, с индивидуально заложенным под культуру грунтом, либо в насыпные холмы, высотой от 0,5 до 1 м.

Под огород тщательно окультуривать землю, или, как в варианте с песчаными почвами, закладывать глиняную прослойку и уже на нее засыпать перемешанный с торфом суглинок, органические удобрения и известь. А вот если выращивать только крыжовник, смородину, черноплодную рябину и садовую землянику, то можно ничего и не делать - только поливать и выпалывать сорняки, так как данные культуры на таких почвах удаются и без окультуривания.

Чернозём. © carlfbagge

Черноземы

И, конечно же, говоря о почвах, сложно не упомянуть про черноземы. На наших дачных участках они встречаются не так часто, но достойны особого внимания.

Черноземы - это почвы высокого потенциального плодородия. Устойчивая зернисто-комковатая структура, высокое содержание гумуса, большой процент кальция, хорошие водопоглощающие и водоудерживающие способности позволяют рекомендовать их, как лучший вариант для выращивания сельскохозяйственных культур. Однако, как и любые другие почвы они имеют свойство истощаться от постоянного использования, поэтому уже через 2-3 года после их разработки, на грядки рекомендуется вносить органические удобрения, высевать сидераты.

Кроме того, черноземы сложно назвать легкими почвами, исходя из этого, их часто разрыхляют внесением песка или торфа. Так же они могут быть кислыми, нейтральными и щелочными, что так же требует своей корректировки.

Чернозём. © Axel Hindemith

Чтобы понять, что перед вами действительно чернозем необходимо взять гость земли и сжать ее в ладони, на руке должен остаться черный жирный отпечаток.

Некоторые путают чернозем с торфом - тут тоже существует прием для проверки: мокрый комок грунта нужно отжать в руке и положить на солнце - торф высохнет мгновенно, чернозем же будет долго удерживать влагу.