География почв с основами почвоведения учебно-методический комплекс (стр. 13 )

Пористость оказывает большое влияние на рост и развитие растений, так как от нее зависит обеспеченность корней растений влагой и воздухом.

Физико-механические свойства

К физико-механическим свойствам относятся пластичность, липкость, набухание и усадка, твердость.

Пластичность. Способность почвы лепиться во влажном состоянии и сохранять приданную форму после прекращения механического воздействия. Зависит от механического состава. Наибольшей пластичностью обладают глинистые почвы, наименьшей песчаные. Повышенное содержание обменного натрия увеличивает пластичность. Более гумусированные почвы характеризуются меньшей пластичностью.

Липкость. Способность почвенных частиц склеиваться между собой, а также прилипать к различным предметам. Она определяется силой, которая требуется для отрыва металлической пластинки площадью в 1 см2, и выражается в г/см2. Липкость обусловлена гранулометрическим составом, содержанием гумуса и составом обменных катионов. Она наибольшая у глинистых и наименьшая у песчаных почв.

Набухание (и усадка) – это изменение объема под влиянием увлажнения, замерзания, высыхания. Зависит от механического и минералогического состава, а также от состава поглощенных катионов. Монтмориллонит – увеличивает объем на 96%, каолинит – на 4,5%, кварц – не набухает. Почвы насыщенные натрием, как правило, набухают активнее, чем почвы насыщенные Н и Са. Глинистые почвы насыщенные Nа набухают на 150 %. Явление набухания и усадки учитывают при строительстве.

Твердость – это сопротивление почвы посторонним телам, которые под давлением разрушают и деформируют почвенные частицы. При увеличении твердости возрастает сопротивление орудиям, замедляет пророст семян, проникновение корней в почву. Зависит от гумусности, механического состава и поглощенного Na.

Физико-механические свойства можно улучшить. Для этого проводят посев трав, внесение минеральных и органических удобрений, гипсование и известкование, улучшение структурного состава, своевременная обработка.

Водные свойства и водный режим почв

Вода оказывает влияние на физические свойства почвы, оказывает влияние на химические, физико-химические и биологические процессы,  вместе с питательными веществами определяет плодородие, имеет важное значение в жизни растений. Так, для создания I г сухой массы растения расходуют путем транспирации от 200 до 1000г почвенной влаги. Эта цифра называется транспирационным коэффициентом.

Источники воды в почве:

Осадки, поступающие на поверхность почвы в жидком или твердом виде, парообразная влага припочвенных слоев атмосферы, которая конденсируется при понижении температуры, это групповые воды, если они залегают на сравнительно небольшой глубине (не глубже 3-5 м от поверхности почвы).

Формы воды в почве. Выделяют пять категорий (форм) почвенной воды: твердую, химически связанную, парообразную, сорбированную и свободную.

твердая вода – лед. химически связанная вода

конституционная, входит в состав химических соединений в виде гидроксильной группы Са(ОН)2  кристаллизационная, входит целыми молекулами  CaSO4*2Н2О

Химически связанная вода не пердвигается, не обладает свойствами растворителя и недоступна растениям.

парообразная. содержится в почвенном воздухе, в порах, свободных от воды, в форме водяного пара. Передвигается в почве диффузно из мест с большей упругостью в места с меньшей упругостью (от теплых слоев к более холодным). сорбированная.

гигроскопическая (прочносвязанная).  Удерживается на поверхности почвенных частиц очень высоким давлением, образуя вокруг почвенных частиц тончайшие пленки. (опред. При высушивании при t 105єС. пленочная (рыхлосвязанная). Она медленно передвигается от почвенных частиц с большей пленкой к частицам с меньшей пленкой. Пленочная вода частично доступна растениям.

свободная.

капиллярная - находится в тонких капиллярных порах и передвигается под влиянием капиллярных сил, возникающих на поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз. Эта вода наиболее доступна растениям. гравитационная - свободно просачивается вниз по профилю под действием силы тяжести.

Водные свойства почв:

водопроницаемость, влагоемкость, водоподъемная способность, испаряющая способность.

Водопроницаемость – способность почвы воспринимать и пропускать через себя воду. Зависит от механического состава, структурности, уплотненности, состояния влажности.

При недостаточной водопроницаемости влага застаивается на поверхности или стекает по уклону. При высокой водопроницаемости –влага быстро уходит из корнеобитаемого слоя.

Влагоемкость – это количество воды, которое может удерживать почва.

Различают:

полную влагоемкость, капиллярную, полевую, максимальноадсорбционную.

Полная – влагоемкость (ПВ) – это количество влаги, которое почва может удержать в состоянии полного насыщения, когда все поры (капиллярные и некапиллярные) заполнены водой.

Капиллярная влагоемкость (КВ) – это максимальное количество капиллярно-подпертой влаги, которое может содержаться в почве над уровнем грунтовых почв.

Максимальноадсорбционная – молекула воды концентрируется вокруг почвенной частицы. Количество воды, которое может впитать почва находится в пространстве насыщенном водяными парами. Зависит от механического состава, содержания гумуса, минералогического состава.

На основе максим. адсобцион. влаги рассчитывают влажность завядания. Влажность, при которой начинает завядать растение. На супесчаных подзолистых почвах влажность завядания 2-3 %, на суглинистых серых лесных – 6-12%, на глинистых черноземах 20-22 %.

Водоподъемная способность – это способность почвы медленно втягивать в себя воду по капиллярным промежуткам под действием капиллярных сил. Подъем воды в капиллярах продолжается, пока гидростатическое давление поднимающегося столбика воды не придет в равновесие с действием капиллярных сил. Теоретически влага может подниматься на высоту 10 м. Однако фактически подъем воды наблюдается до 5-6 м, чаще всего на 2-3 м. Зависит от механического состояния, уплотнения, структурности, темпрат., влажности.

Испаряющая способность – это способность почв испарять влагу с поверхности. Зависит от факторов:

● от водоподъемной способности почвы,

● от механического состава (глинистые сильнее испаряют, чем песчаные),

● от структурного состояния (активнее испаряют почвы бесструктурные),

● от степени уплотненности,

● от Т0 и степени влажности воздуха,

● Оказывает влияние экспозиция участка и форма поверхности.

● Оказывает влияние наличие на поверхности различного рода живого или мертвого органического вещества

● от количества сорняков на поверхности почвы.

Водный режим почвы. Под водным режимом понимают совокупность явлений поступления влаги в почву, ее удержание, расход и передвижение.

Выделяют 6 типов водного режима:

Промывной тип (выпадающие осадки проходят до грунтовых вод и способствуют интенсивному выносу продуктов почвообразования). Формируются почвы подзолистого типа. Периодически промывной, характерно промачивание атмосферными осадками почвенно-грунтовой толщи до уровня грунтовых вод один раз в 10-15 лет. Формируются серые лесные почвы, черноземы оподзоленные и выщелоченные. Непромывной. Атмосферные осадки никогда не соприкасаются с грунтовыми водами. Почвенная толща промачивается до 1-2,5 м.  Черноземы степной зоны. Выпотной. Проявляется в степной, полупустынной и пустынных зонах при близком залегании высокоминерализованных грунтовых вод, когда испарение преобладает над осадками: сухая степь, полупустыни и пустыни. Мерзлотный. Характерен для областей с многолетней мерзлотой. В течение большей части года вода находится в форме льда, и только в летние месяцы почва оттаивает на небольшую глубину при этом формируется надмерзлотная верховодка. Ирригационный. Он создается при дополнительном увлажнении почвы оросительными водами. Наблюдается при чередовании промывного и выпотного типов.

Регулирование того или иного типов водного режима может осуществляться различными приемами, в т. ч. коренными мелиоративными мероприятиями (осушение, орошение); лесомелиоративными и агротехническими (снегозадержание, глубокое рыхление) приемами.

Тепловые свойства и тепловой режим почв

Условия роста и развития растений, а также биологические процессы, происходящие в почве, во многом зависят от ее тепловых свойств и теплового режима. Основной источник – солнце, а также выделяется при разложении тепло. К тепловым свойствам относятся: теплопоглотительная (и теплоотражательная) способность, теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглотительная (и отражательная) способность почв – это способность почв поглощать (отражать) долю падающей на ее поверхность солнечной радиации.

Зависит от цвета, экспозиции, наличия растительного покрова. Темноокрашенные почвы поглощают больше солнечной радиации, чем светлоокрашенные, влажные – больше, чем сухие.

Теплоемкость – это количество тепла в калориях, необходимое для нагрева весовой (1 г) или объемной (1 см3) единицы почвы на 10. Зависит от составных частей и влажности. Наивысшей теплоемкостью обладает вода, менее теплоемкими являются торф, глина, кварц.

Влажные почвы требуют для нагрева больше тепла. Почвы песчаные теплее глинистых, т. к. на их нагревание требуется меньше тепла, а в силу плохой испаряющей способности они меньше охлаждаются. Весной песчаные почвы становятся пригодными для обработки недели на 2-3 раньше, чем почвы суглинистые.

Теплопроводность – способность проводить тепло от нагретых слоев к более холодным, измеряется количеством тепла в калориях, которое проходит через 1 см2 слоя почвы толщиной в 1 см в одну секунду. Зависит, от теплопроводности составных частей. Наименьшей теплопроводностью обладает воздух, несколько лучше – вода. Наиболее хорошо проводит тепло минеральная часть почвы. Почвы, содержащие мало органического вещества, лучше проводят тепло, чем почвы, богатые перегноем; почвы сильно увлажненные обладают лучшей теплопроводностью, чем почвы менее влажные и содержащие воздух. Теплопроводность минеральной части в общей сложности в 100 раз выше, чем воздуха, и в 28 раз выше, чем воды.