- •13. Общая схема почвообразовательного процесса.
- •Сложение
- •Новообразования
- •Включения
- •Расчёт доз и́звести
- •40. Физико-механические свойства почвы
- •54. Типы водного режима
- •64. Искусственная радиоактивность
- •69. Окислительно-восстановительный режим почвы
- •70. Регулирование окислительно-восстановительного режима почв
Расчёт доз и́звести
Расчёт необходимого количества CaCO3 (т/га) может производиться исходя из величины гидролитический кислотности (H) по формуле
PCaCO3 = H•5•h•d ,
где h - мощность пахотного слоя, d - его плотность.
Расчёт необходимого количества CaCO3 (т/га) также может приблизительно производиться по величине pH солевой вытяжки с учётом гранулометрического состава почвы.
Грансостав |
pH солевой вытяжки |
|||||
<4,5 |
4,6 |
4,8 |
5,0 |
5,2 |
5,4-5,5 |
|
Песчаный |
2,5 |
2,1 |
1,6 |
1,3 |
1,0 |
0,7-0,5 |
Супесчаный |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
1,5 |
1,2-1,0 |
Легкосуглинистый |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
Среднесуглинистый |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
Тяжелосуглинистый |
7,0 |
6,5 |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
Глинистый |
8,0 |
7,5 |
7,0 |
6,5 |
6,0 |
5,5 |
Наиболее точно рассчитать дозу CaCO3 можно по кривым буферности. Их строят, добавляя в несколько колб с равными навесками почвы и прилитыми к ним равными объёмами 1,0 н. раствора CaCl2 возрастающие количества Ca(OH)2. После взбалтывания и 24-часового настаивания измеряют pH и строят график зависимости pH от количества прилитой щелочи. Аналогично строится вторая ветвь графика, но в этом случае добавляется не Ca(OH)2, а HCl. По полученной кривой можно найти количество Ca(OH)2, необходимое для доведения pH до любого значения, и пересчитать его в CaCO3.
В то же время, при слишком частом известковании существует риск исчезновения питательных веществ в почве, так как повышение количества растений требует повышения этих веществ в почве, а известковые удобрения их не воспроизводят.
40. Физико-механические свойства почвы
К физико-механическим свойствам относятся пластичность, липкость, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке.
Пластичность — способность почвы изменять свою форму под влиянием внешних сил и сохранять эту форму впоследствии.
Пластичность проявляется только при увлажнении почвы и тесно связана с механическим составом (глинистые почвы пластичны, песчаные — непластичны). На пластичность влияют состав коллоидной фракции почвы, поглощенных катионов и содержание гумуса. Например, при содержании в почве натрия ее пластичность усиливается, а при насыщении кальцием — снижается. При высоком содержании гумуса пластичность почвы уменьшается.
Липкость — способность почвы прилипать к различным поверхностям. В результате прилипания почвы к рабочим частям машин и орудий увеличивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки почвы. Липкость возрастает при увлажнении. Высокогумусированные почвы (например, черноземы) даже при высоком увлажнении не проявляют липкости. У глинистых почв липкость наибольшая, у песчаных — наименьшая. Увеличение степени насыщенности почвы кальцием способствует уменьшению, а насыщение натрием — увеличению липкости. С липкостью связано такое агрономическое и ценное свойство почвы, как физическая спелость. Состояние, когда почва при обработке не прилипает к орудиям и крошится на комки, отвечает ее физической спелости.
Набухание — увеличение объема почвы при увлажнении. Оно присуще почвам, содержащим много коллоидов, и объясняется связыванием коллоидами молекул воды. Почвы с большим содержанием поглощенного натрия (солонцы) набухают больше, чем содержащие много поглощенного кальция. Набухание может вызвать неблагоприятные в агрономическом отношении изменения в пахотном горизонте. Вследствие набухания частички почвы могут быть настолько разделены пленками воды, что это приведет к разрушению структурных отдельностей.
Усадка — уменьшение объема почвы при высыхании. Это обратный процесс набуханию. При высушивании почвы вследствие усадки появляется трещиноватость.
Связностью и твердостью почвенной массы определяются такие важнейшие технологические показатели, как сумма энергетических затрат, расход горючего и смазочных материалов, износ машин и орудий.
Связность почвы — способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить ее частицы. Обусловливается она силами сцепления между частичками почвы. Связность определяет твердость почвы, то есть сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением какого-либо предмета. Определяется это свойство специальными приборами — твердомерами. Высокая твердость является признаком плохих физико-химических и агрофизических свойств почвы. Твердость почвы влияет на сопротивление при обработке.
Удельное сопротивление — усилие, затрачиваемое на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую плужную поверхность. В зависимости от механического состава, физико-химических свойств, влажности и агрохозяйственного состояния земли удельное сопротивление почвы изменяется в пределах от 0,2 до 1,2 кг/см2.
Физико-механические свойства почв улучшают химической мелиорацией при условии применения передовой агротехники.
41.
Структурность и структура почвы |
Структурность и структура почвы - очень важные понятия для агронома. Структурность - это способность почвы распадаться на отдельные агрегаты различной величины. Структура - показатель физического состояния почвы. Она определяет благоприятное состояние пахотного слоя, физические и технологические свойства почвы. В понятии структуры почвы выделяется водопрочная структура - способность почвенных агрегатов противостоять размыванию водой. Естественно, чем почва меньше размывается, тем лучше. Также в агрономии существует понятие водопроницаемости почвы - способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость зависит от гранулического состава почвы, структуры почвы и степени увлажнения. Структура почвы создается образованием структурных агрегатов, благодаря процессам взаимного осаждения коллоидов почвы, коагуляции. для улучшения структуры почвы применяют следующие агротехнические приемы: вспашка плугом с культурными формами отвала, изменение глубины вспахивания почвенного горизонта, изменение характеристик атаки отвала (в частности угла наклона) на почву. В агрономии ценными считаются размеры почвенных агрегатов от 0,25 до 10 мм. Эрозионно опасными, т.е. способными вымываться и исчезать под действиями ветра считаются почвенные агрегаты величиной 0,1-0,5 мм. |
42. Структурные почвы обладают высокой водопроницаемостью и большой водоудерживающей способностью. В таких почвах хороший газообмен с атмосферой, что обеспечивает активную жизнедеятельность почвенных микроорганизмов и мобилизацию элементов питаниярастений.
Структурные почвы легко обрабатывать, на них проще равномерно заделать семена, всходы появляются дружно, созревание наступает одновременно.
Бесструктурные распыленные почвы трудно обрабатывать, при этом образуются крупные глыбы. После дождей и полива эти почвы расплываются, а при высыхании образуют корку.
Важную роль в борьбе с эрозией играют комковатая и зернистая структуры. Почва считается структурной, если в пахотном слое на комковатые и зернистые водопрочные агрегаты размером 10,00...0,25 мм приходится более 55 %.
43. Процесс структурообразования заключается в том, что отдельные
глинистые и пылеватые частицы под влиянием коллоидов образуют
почвенные агрегаты. Особую роль в этом процессе играют
органические коллоиды, то есть гумус. В структурообразовании
участвуют и минеральные коллоиды при их взаимодействии с
органическими коллоидами.
При внесении навоза, торфа, компостов и других органических веществ
структура почвы улучшается.
В процессе обработки почвы комковатая структура разрушается, почва
становится бесструктурной и распыленной.
Чтобы избежать разрушения структуры, почву нужно обрабатывать в
состоянии физической спелости.
Систематическое восстановление агрономически ценной структуры
почвы достигается с помощью правильной обработки почвы, внесения
органических удобрений, известкования кислых почв, гипсования
солонцов, введения севооборотов с многолетними травами (клевер,
люцерна, тимофеевка и др.).
44. Плотностью почвы называют массу единицы объема
абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении,
выраженную в граммах на кубический сантиметр.
Плотность почвы зависит от гранулометрического и
минералогического составов, структуры, содержания гумуса
и обработки. После обработки почва вначале бывает
рыхлой, а затем постепенно уплотняется, и через некоторое
время ее плотность мало изменяется до следующей
обработки. Самую низкую плотность имеют верхние
гумусированные и оструктуренные горизонты. Плотность твердой фазы почвы — это масса сухой почвы
в единице объема твердой фазы почвы без пор.
Плотность твердой фазы используют для расчета
пористости почвы.
От плотности почвы зависят поглощение влаги,
воздухообмен в почве, жизнедеятельность
микроорганизмов и развитие корневых систем растений.
45. Пористость (скважность) почвы — это суммарный объем
всех пор между частицами твердой фазы почвы.
Пористость зависит от гранулометрического состава,
структурности, содержания органического вещества.
В пахотных почвах пористость обусловлена обработкой и
приемами окультуривания. При любом рыхлении почвы
пористость увеличивается, а при уплотнении уменьшается.
Чем структурнее почва, тем больше общая пористость. Наряду с общей пористостью различают еще капиллярную
и некапиллярную пористость почвы. Капиллярная
пористость характерна для ненарушенных суглинистых
почв, а некапиллярная — для структурных и рыхлых почв.
Пористость почвы обеспечивает передвижение воды в
почве, водопроницаемость и водоподъемную способность,
влагоемкость и воздухоемкость. По общей пористости
можно судить о степени уплотнения пахотного слоя почвы.
От пористости в значительной степени зависит плодородие
почв.
46. Это пластичность, липкость, набухание, усадка, связность,
твердость и удельное сопротивление (сопротивление при
обработке). От этих свойств зависят условия обработки
почвы, работа посевных и уборочных агрегатов.
Пластичность и липкость почвы обусловлены наличием в
ней глинистых частиц и воды.
47. Для улучшения физических и физико-
механических свойств почвы применяют комплекс
мероприятий: внесение органических удобрений,
возделывание многолетних трав, посев
сидератов, выбор сроков и приемов обработки
почвы в зависимости от состояния ее влажности.
При известковании кислых почв и гипсовании
щелочных изменяется состав поглощенных
катионов и улучшаются физико-механические
свойства. Этому способствуют также ме-
роприятия, снижающие уплотнение почвы
машинами (минимизация обработок, глубокое
рыхление и др.).
48. Физико-химическая поглотительная способность
(обменная адсорбция).
Это способность почвы обменивать некоторую часть
катионов диффузного слоя коллоидной мицеллы на
эквивалентное количество катионов, находящихся в
почвенном растворе. Известно, что минеральные соли и
кислоты в почвенном растворе в определенной степени
диссоциируют (распадаются) на катионы и анионы.
Обмен катионов почвенного раствора на катионы,
находящиеся в твердой фазе почвы, происходит
эквивалентно. Так, один двухвалентный катион Са2
+
обменивается на два одновалентных катиона Н+
, или К
+.
Например, при внесении в кислую почву молотого
известняка происходит обмен поглощенных катионов Н+
на
катионы Са
2+
49. Вода в почве — один из основных ее компонентов. Она находится в сложном взаимодействии с твердой фазой.
Почвенная вода имеет большое значение, является одним из факторов плодородия и урожайности растений. От содержания и качества воды в почве зависят произрастание растений и деятельность микроорганизмов, процессы почвообразования и выветривания, производственная деятельность человека.
Основной источник влаги — атмосферные осадки, которые проникают в почву и заполняют ее поры. В почве влага активно взаимодействует с твердой фазой (частью) почвы. Передвижение влаги, ее доступность растениям зависят от состава и свойств почвы.
В естественных условиях почва обладает различной степенью влажности. Понятие «влажность» характеризует содержание воды в почве, выраженное в процентах от массы сухой почвы (весовая влажность) или от объема почвы (объемная влажность).
50. В зависимости от подвижности и доступности растениям различают несколько форм воды в почве: 1) гравитационную; 2) капиллярную; 3) сорбированную; 4) парообразную; 5) грунтовую; 6) твердую; 7) химически связанную и кристаллизационную.
Непосредственно для питания растений имеет значение только гравитационная и капиллярная вода, а остальные формы почвенной влаги, кроме небольшой части пленочной, растениям недоступны.
Гравитационная вода заполняет капиллярные поры между структурными — отдельностями, по которым она передвигается под влиянием силы тяжести (отсюда и ее название).
Капиллярная вода заполняет капиллярные поры, главным образом, внутри структурных отдельностей. Она может передвигаться в почве во всех направлениях.
Сорбированная вода удерживается на поверхности почвенных частиц сорбционными силами, то есть молекулы воды притягиваются к твердым частицам почвы и прочно удерживаются ими. Эту форму воды подразделяют на два вида: пленочную и гигроскопическую.
Пленочная вода окружает твердые частицы почвы в виде пленки, притягиваясь к ним под действием поверхностной энергии. Она передвигается только под влиянием молекулярных сил в разных направлениях, но всегда от более толстых пленок к тонким.
Пленочная вода определяет смачивание почвы, но растениям почти недоступна, так как притягивается к поверхности частиц твердой фазы почвы с силой в несколько тысяч атмосфер (от 6 до 10 тыс.).
Гигроскопическая влага представляет собой молекулы водяного пара, удерживаемые поверхностным притяжением почвенных частиц подобно тому, как удерживается пленочная вода. Поэтому гигроскопическая влага не принимает участия в газовом давлении окружающей среды и не способна передвигаться. Для растений она недоступна, полностью удаляется при высушивании почвы в течение нескольких часов при температуре 100—105 °С.
Свободная парообразная влага входит в состав почвенного воздуха в виде отдельных молекул водяного пара и поэтому принимает участие в газовом давлении и передвигается из мест с большей упругостью пара в места с меньшей упругостью. Она недоступна для растений, но при переходе в капельно жидкую может усваиваться ими.
Грунтовая вода — это влага водоносного слоя почвы, лежащего ниже почвенной толщи, удерживаемая слоем водоупора. Использование грунтовой воды растениями возможно, но при близком залегании и поднятии до корнеобитаемого слоя.
Твердая вода (лед) — переход влаги из жидкого состояния в твердое происходит у свободных форм влаги при температуре ниже 0 °С.
Химически связанная и кристаллизационная вода входит в состав молекул минералов в виде ионов. Кристаллизационная вода находится в составе кристаллических веществ в виде молекул. Растениям эти формы воды недоступны.
51. Водопроницаемость — свойство почвы как пористого тела пропускать воду. Она зависит от механического состава, структурного состояния и сложения почвы.
В почвах легкого механического состава водопроницаемость выражена хорошо, а почвы тяжелые и особенно бесструктурные — слабоводопроницаемы. При наличии водопрочной структуры суглинистые и глинистые почвы обладают высокой водопроницаемостью. У почв с рыхлым сложением она выше, чем у почв уплотненных.
Водоподъемная способность — способность почвы медленно поднимать воду по капиллярным порам под действием менисковых сил (сцепление воды с почвенными частицами). Высота и скорость поднятия воды зависят от ширины капилляров: чем меньше их диаметр, тем выше и быстрее она поднимается. В крупных порах вода поднимается на меньшую высоту, но с большей скоростью. Почвы тяжелые бесструктурные обладают лучшей водоподъемной способностью по сравнению с почвами легкими и структурными.
52. Влагоемкость характеризует способность почвы удерживать влагу. Различают несколько видов влагоемкости, основными из которых являются наименьшая, капиллярная и полная.
Наименьшая влагоемкость (полевая) — предельное количество влаги, которое способна удерживать почва в полевых условиях после стекания гравитационной воды и при отсутствии капиллярного увлажнения за счет грунтовых вод. При наименьшей влагоемкости в почве содержится максимальное количество воды, доступной для растений, так как водой заполнено 50—70 % пор почвы.
Капиллярная влагоемкость — количество влаги, которое способна удерживать почва при наличии капиллярной связи с грунтовой водой, за счет которой она пополняется.
Полная влагоемкость — содержание влаги в почве при условии полного заполнения всех пор водой.
Влагоемкость почвы зависит от механического состава, содержания гумуса и структуры. Суглинистые и глинистые почвы имеют наибольшую влагоемкость по сравнению с почвами супесчаными и песчаными. Почвы, богатые гумусом, структурные, способны удерживать влаги больше, чем бесструктурные и слабогумусированные. Сельскохозяйственные культуры неодинаково требовательны к содержанию влаги в почве. Наилучшие условия для роста зерновых культур создаются при влажности почвы 30— 50 %, для зерновых, бобовых — 50—60, корнеплодов и технических культур — 60—70, луговых трав — 80—90 % полной влагоемкости.
53. Продуктивная влага—часть запасов влаги в почве, при поглощении которой растения не только поддерживают свою жизнедеятельность, но и синтезируют органических вещество. Нижний предел продуктивной влаги — влажность почвенная устойчивого завядания растений (ВЗ). Она же является верхним пределом непродуктивной влаги — часть запасов влаги в почве, которая не может быть использована растениями для поддержания физиологически процессов, направленных на создание органических вещества. Суммарное количество продуктивной, или доступной растениям, влаги в толще почвогрунта составляет полезный запас воды (ПЗВ) в почве. Чтобы рассчитать полезный запас влаги, нужно вычислить общий запас влаги (ОЗВ) и запас труднодоступной влаги (ЗТВ). Последний вычисляют так же, как общий ее запас, но вместо полевой влажности по тем же слоям почвы берут влажность устойчивого завядания растений: ЗТВ, м3/га = (Вз -dV, . Н,) + (В32 . dV2 . Н2) + ... + (B3n . dVn . Н ). Разность между ОЗВ и ЗТВ представляет количество полезного запаса влаги в почве (ПЗВ = ОЗВ — ЗТВ). Оптимальный запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в период вегетации должен быть в пределах от 100 до 200 мм, а в пахотном — от 20 до 50мм. Доступная, или усвояемая, влага — часть запасов влаги в почве, которая может быть поглощена растениями как в процессе их нормальной жизнедеятельности, так и во время их увядания. Нижний предел содержания доступной влаги ниже нижнего предела продуктивной влаги.