60 Водные свойства почв и их зависимость от гранулометрического состава и структуры почв.

К важнейшим водным свойствам почв относятся водопроницаемость, водоподъемная способность, влагоемкость почв.

Водопроницаемость — это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Впитывание происходит при поступлении воды в почву, ненасыщенную водой, а фильтрация начинается тогда, когда большая часть пор почвы заполняется водой. В первый период поступления воды в почву водопроницаемость высокая, затем постепенно уменьшается и к моменту полного насыщения (к началу фильтрации) становится почти постоянной. Впитывание воды обусловлено сорбционными и капиллярными силами, фильтрация — силами тяжести.

От водопроницаемости зависит степень использования водных ресурсов. При слабой водопроницаемости часть атмосферных осадков или оросительной воды стекает по поверхности, что приводит не только к непродуктивному расходованию влаги, но может вызывать эрозию почвы. Хорошо водопроницаемыми считаются почвы, в которых вода в течение первого часа проникает на глубину до 15 см. В средневодопроницаемых почвах вода за первый час проходит от 5 до 15 см, а в слабоводопроницаемых — до 5 см. Наибольшая водопроницаемость характерна для песчаных, также хорошо оструктуренных почв, низкая — для глинистых и бесструктурных плотных почв. Водопроницаемость зависит и от состава поглощенных катионов: натрий уменьшает водопроницаемость, а кальций, наоборот, увеличивает.в почвах тжелого гранулометрического состава водопроницаемость ниже,чем в легких.

Водопроницаемость оценка

Свыше 1000 провальная

1000-500 излишне высокая

500-100 наилучшая

100-70 хорошая

70-30 удовлетворительная

<30 неудовлетворительная

Водоподъемная способность —свойство почвы поднимать воду по капиллярам. Вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение. Чем тоньше капилляр, тем более вогнут мениск и соответственно выше водоподъемная способность. Самым высоким капиллярным подъемом обладают суглинистые почвы (3...6 м). В песчаных почвах поры крупные, поэтому высота капиллярного подъема в 3...5 раз меньше, чем в суглинистых, и обычно не превышает 0,5...0,7 м. В плотных глинистых почвах этот показатель уменьшается из-за того, что очень тонкие поры заполнены связанной водой. Скорость капиллярного подъема зависит от размера капилляров и вязкости воды, обусловливаемой ее температурой. В крупных порах вода поднимается быстрее, но достигает небольшой высоты.

Влагоемкость(водоудерживающая способность) — способность почвы удерживать воду. В зависимости от водоудерживающих сил различают максимальную(полную) адсорбционную, наименьшую, капиллярную, максимально-молекулярную влагоемкости.

61. Виды влагоемкости почв. Влагоёмкость— свойство почвы принимать и задерживать в своих волосных скважинах известное количество капельножидкой 0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0"воды, не позволяя последней стекать. Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — это наибольшее недоступное растениям количество влаги, которое прочно удерживается молекулярными силами почвы (адсорбцией). Она зависит от суммарной поверхности частиц, а также от содержания гумуса: чем больше в почве илистых частиц и гумуса, тем выше максимальная адсорбционная влагоемкость. Капиллярная влагоемкость (KB) — количество воды, которое удерживается в почве при заполнении капиллярных пор над уровнем грунтовых вод. Капиллярная влагоемкость зависит от высоты над зеркалом грунтовых вод. Вблизи грунтовых вод она наибольшая, а с поднятием к поверхности уменьшается. Предельно-полевая влагоемкость (ППВ) — количество воды, которое удерживается в полевых условиях после полного увлажнения почвы с поверхности и свободного стекания избыточной воды. Грунтовые воды в этом случае не оказывают влияния на влажность почвы. Предельно-полевая влагоемкость зависит от гранулометрического состава, плотности и пористости почвы. Она соответствует количеству капиллярно-подвешенной воды. Синоним предельно-полевой влагоемкости — наименьшая влагоемкость (НВ). Полной влагоемкостью (ПВ) называют такое состояние влажности почвы, когда все поры заполнены водой. Полная влагоемкость наблюдается над водоупорными горизонтами, на которых находятся грунтовые воды. В условиях полного насыщения почвы водой отсутствует аэрация, что затрудняет дыхание корней растений. Влажность почвы подразделяют на абсолютную и относительную. Абсолютная влажность — это общее количество воды в почве, выраженное в процентах по отношению к массе почвы. Относительная влажность — отношение абсолютной влажности данной почвы к ее предельно-полевой влагоемкости. По относительной и абсолютной влажности почвы определяют доступность почвенной влаги культурным растениям. Влажность завядания растений — влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, то есть это нижний предел доступности растениям влаги. Продуктивная (активная) влага — количество воды сверх влажности завядания, используемое растениями для создания урожая. 62 водный режим и водный баланс почв. Водным режимом почвы называют совокупность всех процессов поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания и расхода. Количественной характеристикой водного режима почвы является ее водный баланс. К основным источникам водного баланса относят осадки и грунтовые воды. Кроме того, дополнительными источниками увлажнения почвы служат поверхностный приток и влага, конденсирующаяся из паров воды. Расходные статьи водного баланса состоят из физического испарения воды поверхностью почвы, влаги, затраченной на транспирацию (десукцию) растениями, воды, теряющейся в результате поверхностного и внутрипочвенного бокового стоков, а также инфильтрирующейся в почвенно-грунтовую толщу. Типы водного режима почв. В различных почвенно-климатических зонах и на отдельных участках местности водный баланс складывается по-разному. Выделяют несколько основных типов водного режима: застойный (мерзлотный), промывной, периодически промывной, непромывной и выпотной. Коэффициент увлажнения, показывающий отношение годового количества осадков к испаряемости, используют для установления типа водного режима. Испаряемость — это количество воды, которое может испариться с открытой водной поверхности за определенный период времени. Г. Н. Высоцкий установил для различных природных зон следующие коэффициенты увлажнения: лесная — 1,33, лесостепная — 1, черноземная — 0,67, сухие степи — 0,33, пустыни — 0,15. Застойный (мерзлотный) тип характерен для почв тундры, где многолетняя мерзлота выполняет рольводоупора. Оттаивающая летом почва насыщена влагой большую часть вегетационного периода. Промывной тип характеризуется ежегодным промачиванием атмосферными осадками всей почвенной толщи до грунтовых вод. Этот тип водного режима свойствен почвам таежно-лесной зоны, влажных субтропиков и тропиков, где осадков выпадает больше, чем испаряется влаги из почвы (рис.). Периодически промывной тип присущ почвам лесостепной зоны и характеризуется промыванием почвы до грунтовых вод в годы, когда сумма осадков превышает испаряемость. Непромывной тип характерен для черноземов, каштановых, бурых почв и сероземов, где испаряемость превышает сумму атмосферных осадков. Почвы и подстилающие породы никогда не промываются до грунтовых вод. Между верхним промачиваемым слоем и границей капиллярной каймы грунтовых вод находится «мертвый» горизонт с постоянной влажностью, близкой к влажности завядания (рис.). Выпотной тип возникает в засушливых районах, где испаряемость значительно превышает сумму осадков. Недостаток влаги пополняется за счет грунтовых вод. Если грунтовые воды минерализованы, то происходит засоление почв (рис.). В зависимости от водного режима формируются автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные почвы. Регулирование водного режима почв. Комплекс мероприятий по регулированию водного режима почв проводят для устранения неблагоприятных условий водоснабжения растений. Его разрабатывают с учетом конкретных почвенно-климатических условий. Болотные почвы требуют осушительных мероприятий путем устройства открытого или закрытого дренажа. Минеральные гидроморфные (заболоченные) почвы, в которых наблюдается длительный застой воды, затрудняющий или исключающий рост и развитие сельскохозяйственных культур, также подлежат осушению. Однако эти почвы можно использовать в сельском и лесном хозяйстве без дренажа, если они находятся на начальном этапе проявления признаков гидроморфизма. Водный режим почв с временным избыточным увлажнением регулируют такими агротехническими приемами, как гребневание, бороздование, выравнивание поверхности почвы и нивелировка микро- и мезопонижений, в которых застаивается вода, и др. При создании глубокого пахотного слоя, рыхлении подпахотного горизонта увеличивается влагоемкость и улучшаются водный, воздушный и питательный режимы в корнеобитаемом слое. В условиях недостаточного увлажнения применяют различные мероприятия, направленные на накопление, сохранение и рациональное использование влаги в почве. Эффективный способ влагонакопления — задержание снега и талых вод. Лесные полосы, кулисные растения, стерня, валы из снега предохраняют снег от сдувания в зимнее время, увеличивают запасы влаги в почве. Полезащитные лесные полосы также уменьшают испарение влаги с поверхности почвы. Вспашка поперек склона, обваловывание, лункование, прерывистоебороздование и другие приемы способствуют уменьшению поверхностного стока воды. Для снижения физического испарения применяют поверхностное рыхление почвы весной. При бороновании происходит разрыв почвенных капилляров, что обеспечивает «закрытие» влаги и сохранение ее в корнеобитаемом слое. Основной способ улучшения водного режима в засушливых зонах — орошение. Наряду с регулярным орошением поверхностным, подпочвенным способами и дождеванием большое значение имеют приемы разового лиманного и паводкового орошения, а также влагозарядковые поливы.. Коэффициент транспирации у различных растений зависит от водного режима, способов обработки почвы, сортовых особенностей растений и других факторов. При этом наблюдается такая закономерность: с увеличением сухости климата транспирационный коэффициент возрастает, а в более влажных северных районах он снижается. 63 Морфологические признаки почв Это внешние признаки .К ним относятся: строение почвенного профиля, мощность почвы и отдельных горизонтов, окраска почвы, её влажность,гранулометрический состав,структура,сложение,новообразования, включения, характер перехода от одного генетического горизонта к другому и иные особенности. Строение почвенного профиля Почва состоит из слоёв, или генетических горизонтов,характерных только для неё.Определённое сочетание горизонтов составляет профиль почвы.Например, в целинной дерново-подзолистой почве сверху выделяется горизонт лесной подстилки,под ним-гумусовый,ниже-подзолистый,иллювиальный,далее горизонт.переходный к материнской породе,и материнская порода; для болотной обязательными будут торфяной слой и под ним- минеральный глеевый горизонт.Названия на почвенных картах обозначаются индексами: П^д- дерново-подзолистые, Л-лесные, Ч-чернозёмы и т.д.Каждый горизонт имеет также название и индекс;Ао-горизонт лесной подстилки или степной войлок;А-гумосово-аккумулятивный горизонт;Ап-пахотный; А2-эллювиальный(подзолистый.осолоделый);В-иллювиальный,или горизонт вмывания; в чернозёмах этим индексом может обозначаться горизонт признаков иллювиальности;Т-торфяный;G-глеевый,др. горизонты;C-материнская порода;Д-подстилающая порода.Горизонт с морфологическими признаками выше- или нижележащего слоёв называют переходными,обозначаются напр.А2В,ВС;первая буква-индекс вышележащего слоя,вторая-нижележащего. Мощность почвы и отдельных горизонтов Мощность почвы складывается из мощности отдельных горизонтов.Под почвенным слоем выделяется слабозатронутая почвообразовательным процессом материнская порода.Мощность отд.горизонтов обозначают в сантиметрах(верняя и нижняя границы о т поверхности)напр.Ап о-22см,В1-57-82 см.Эти границы горизонтов определяются при просмотре профиля почвы сверху вниз по изменению одного или нескольких морфологических признаков. Окраска 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. Влажность почв В полевых условиях важно охарактеризовать внешние признаки увлажненности почв. Это позволяет сделать предположение о наличии капиллярного подъема воды в почвенный слой от горизонта почвенно-грунтовых вод, выявить присутствие свободной воды в профиле почв, влияющей на развитие восстановительных процессов, определить глубину промачивания почв после дождя или глубину иссушения почв в засушливый период лета и т. д. В полевых условиях выделяют пять групп внешних признаков влажности почвенных горизонтов (суглинистого и глинистого гранулометрических составов). 1. Почвенный горизонт сухой — образец почвы из горизонта, помещенный на ладонь, не холодит руку, после его сжатия в руке он рассыпается. 2. Почвенный горизонт свежий — образец почвы холодит руку, после его сжатия в руке комок почти не рассыпается. 3. Почвенный горизонт влажный — образец почвы при сжатии в руке хорошо держит форму, но раскатать его в шнур не удается; лист фильтровальной бумаги, приложенный к почве, сыреет. 4. Почвенный горизонт сырой — образец почвы легко формуется, из него можно легко скатать шарик и раскатать его в шнур. 5. Почвенный горизонт мокрый — из него сочится вода. Эти внешние признаки влажности почв с некоторой корректировкой можно также использовать для песчаных и супесчаных почв. Это агрегаты, на которые распадается твердая фаза почвы. Они морфологически различаются по форме, размеру и свойствам, состоят из склеенных природными «цементами» частиц песка, пыли и ила. Основными природными клеящими веществами являются гумус, наиболее дисперсная часть ила, гидроксиды железа и алюминия, бикарбонат кальция. По размеру различают три группы агрегатов: макроструктура, мезоструктура и микроструктура Почвенная структура Это агрегаты, на которые распадается твердая фаза почвы. Они морфологически различаются по форме, размеру и свойствам, состоят из склеенных природными «цементами» частиц песка, пыли и ила. Основными природными клеящими веществами являются гумус, наиболее дисперсная часть ила, гидроксиды железа и алюминия, бикарбонат кальция. Классификация почвенной структуры(таблица 7 в учебнике) Для каждого генетического горизонта суглинистых и глинистых почв, а следовательно, и для почвенного профиля характерна определенная структура, В супесчаных почвах структура выражена плохо, а песчаные почвы бесструктурные. Глыбистая структура характерна для пахотных, глеевых и переходных к материнской породе горизонтов, комковатая и зернистая структура — для гумусовых горизонтов, ореховатая — для иллювиальных и солонцеватых горизонтов, пылеватая — для гумусовых горизонтов старопахотных или интенсивно обрабатываемых почв, призматическая — для иллювиальных и солонцеватых горизонтов, столбчатая — для солонцовых горизонтов, плитовидная — для элювиальных горизонтов. Грануломентрический состав Определение гранулометрического состава в поле дает возможность понять, почему почвы содержат неодинаковое количество гумуса и элементов питания, почему одни почвы поспевают для обработки раньше, а другие позже, почему генетические горизонты имеют разный гранулометрический состав и т. д. По изменению гранулометрического состава определяют мощность почвы и отдельных горизонтов, устанавливают границы между почвами. Известно много примеров, подтверждающих, что гранулометрический состав является важным морфологическим признаком. Полевой метод определения гранулометрического состава Песок: рыхлый- Шарик не скатывается …связный- Шарик скатывается плохо, образуются трещины …Супесь; Шарик скатывается, но раскатать его в шнур не удается ….Суглинок: легкий-Шарик раскатывается в шнур, но дробится на части или концы шнура не острые… средний-Шнур имеет острые концы, но при изгибе в полукруг дает трещины ….тяжелый-Шнур не трескается при изгибе в полукруг …..Глина- Из шнура можно сделать восьмерку без трещин Сложение Под сложением почв понимают внешнее выражение плотности и пористости составляющих почву генетических горизонтов. О плотности судят по усилию, с которым входят в почвенные слои (горизонты) нож или лопата. Выделяют пять показателей плотности: рыхлое сложение — нож или лопата входят в горизонт легко (пахотные горизонты, верхние слои почв, обогащенные органикой, и др.); рассыпчатое сложение — характерно для верхних горизонтов песчаных и супесчаных почв, вследствие своей бесструктурности они в сухом состоянии представляют сыпучую массу; уплотненное сложение — нож или лопата входят в горизонт с усилием (подзолистые горизонты, гумусовые подпахотные слои многих почв и др.); плотное сложение — нож или лопата входят в горизонт с большим усилием (иллювиальные горизонты подзолистых, серых лесных почв, черноземов и др., образовавшиеся на тяжелых по гранулометрическому составу материнских породах); очень плотное сложение — нож или лопата в горизонт почти не входят; при копке ямы приходится пользоваться ломом или киркой (горизонты, переходные к материнской породе светло-каштановых почв, некоторых древнеорошаемых сероземов и др.). Новообразования и включения В почвах встречаются разнообразные новообразования карбонатов: журавчики и дутики, белоглазка, прожилки, псевдомицелий…Журавчики и дутики — это твердые окремнелые скопления карбонатов овальной, а иногда сложной формы размером в поперечнике чаще от 0,5 до 1,5 см; они характерны для карбонатных иллювиальных горизонтов почв, образовавшихся на карбонатных породах в таежно-лесной и лесостепной зонах; журавчики, имеющие внутри пустоты, называют дутиками. Начиная с лугово-степной зоны обыкновенных и южных черноземов и южнее в иллювиальных карбонатных горизонтах почв встречается белоглазка — мягкие округлые скопления углекислого кальция в поперечнике обычно до 1 см со светлыми разводами. Прожилки углекислого кальция встречаются в нижней части профиля почв, начиная с черноземов южной лесостепи; они образуются и сохраняются в почвах благодаря достаточно выраженной сухости теплого периода года и автоморфности почв. Псевдомицелий карбонатов можно встретить только в крайне засушливых условиях, в каштановых почвах и в почвах более южных зон. К новообразованиям относятся гумус почвы, капролиты — экскременты дождевых червей в виде небольших клубочков, содержащих органическое вещество. Новообразования дают возможность судить о генезисе почв, их агрономических свойствах, о зональных процессах, в них протекающих. Включения — это предметы и вещества различного происхождения, попавшие в почвы, не имеющие никакого отношения к почвообразовательным процессам: обломки кирпича, обрывки полиэтиленовой пленки, клочки бумаги, резина, уголь и т.д. Характер перехода от одного горизонта к другому Различают три вида переходов от одного горизонта к другому по изменению одного или нескольких морфологических признаков: постепенный, отчетливый (заметный) и резкий. Постепенный переход характерен для гумусовых горизонтов профиля черноземов, от одного иллювиального горизонта к другому в профиле подзолистых и серых лесных почв. Отчетливый переход характерен для границы перехода от элювиального горизонта подзолистых почв к иллювиальному, от солонцового горизонта к нижележащему и т. д. Резкий переход от одного горизонта к другому наблюдается при переходе пахотного слоя к нижележащему, торфяного слоя к глеевому, гумусового слоя к столбчатой структуре 64) Структура почв и ее агрономическое значениеСпособность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной структурой.Структура является важным свойством почв; она определяет ряд других свойств почвы и влияет на ее плодородие. В песчаных и супесчаных почвах механические элементы обычно находятся в раздельночастичном состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными и бесструктурными(профиль или отдельные горизонты его лишены структуры и представлены массой песчаных,пылеватых,илистых частиц,не соединенных в агрегаты) или малоструктурными.Агрономическое значение структуры состоит в том, что она положительно влияет на следующие свойства и режимы почв: пористость и плотность сложения (общие физические свойства); связность, удельное сопротивление при обработке и коркообразование (физико - механические свойства); противоэрозионную устойчивость почв; а также на водный, воздушный, тепловой, окислительно - восстановительный, микробиологический и питательный режимы.св-во структуры-степень ее водопрочности,т.е.устойчивости против размывающего действия воды.водопрочная структура придает горизонту благоприятные для растений водно-воздушные св-ва и улучшает питательный режим.высакой водопрочностью обладает зернистая и ореховатая формы стр-ры,меньшей-комковатая стр-ра;неводопрочны- плитовидная и призмовидная стр-ры.агрономически ценной для пахотных горизонтов явл-ся все виды зернистой,средне- и мелкоореховатой и среднекомковатой структуры.признак-при определении характера структуры почв явл-ся степенью ее выраженности иоднородности. 65)геоморфологическая карта – необходимый и важнейший результат геоморфологических исследований, квинтэссенция теоретического обобщения геоморфологических данных, основа для их практического использования. По содержанию геоморфологические карты разделяют на частные и общие. Частные геоморфологические карты составляют на основе частных показателей, относящихся только к морфографии, морфометрии, происхождению, возрасту рельефа и т.д (карты густоты горизонтального расчленения) .Общие геоморфологические карты дают характеристику рельефа по совокупности частных показателей, из которых важнейшими являются морфография и морфометрия, генезис и возраст рельефа. Частные геоморфологические карты предназначаются для решения частных задач: практических, научно-исследовательских и др. Общие геоморфологические карты удовлетворяют потребностям, предъявляемым к ним со стороны различных отраслей науки и народного хозяйства. Карты могут быть аналитическими, отображающими отдельные элементы рельефа, и синтетическими, отражающими явления как единое целое, например геоморфологические карты типов рельефа.Геоморфологические карты отражают морфологию,возраст и генезис рельефа земной поверхности.их составлют на топографической основе с использованием аэрофотоснимков и данных по геологии ,географии,почвоведения,геоботаники.в области геологии они необходимы припоисково-разведочвых работахполезных ископаемых,при строительстве гидростанции железных дорог,каналовпромышленных и гражданских объектов; в области с/х-для картографии почв и их рационального использования.при с/х использовании геоморфологич.карты дополняют морфометрическими картами,на которых показана крутизна склонов густота эрозионного расчленения тер-ии.это необходимо знать для прогноза развития водной эрозии и определения системы обработки почв.

Обзорные и мелкомасштабные карты очень обобщенно отражают одновременно несколько показателей рельефа:генезис,возрасти морфологию.для передачи этих параметров использованы цвет,горизонтали,штриховка,значки,буквенные индексы и пояснительный текст.крупно- и мелкомасштабные показывают какой-нибудь один показатель рельеф(крутизну склонов или густоту и глубину расчленения и т.д.)морфологию на картах мелкого масштаба передают цветом,на крупномасштабных-горизонталями.для показа отдельных форм широко используют различные знаки и штриховку.возраст и генезис показан очень обобщенно.для этого используют пояснительный текст и буквенные индексы.

Чтение геоморфологических карт.на геоморфологич.карте(1964) геотекстуры и морфоструктуры показаны фоновой раскраской с использованием 77 основных цветов и оттенков.они подразделены на равнинные области(Р) и горные сооружения(М).морфоскульптуры изображены штриховкой и значками.4 формы морфоскульптурного рельефа:арктическая,бореальная,степна и пустынная.равнины характ-ся по морфологии ,генезису и возрасту.денудационные равнины по геологическому строению на картах подразделены на цокольные и пластовые.поэтому в название пластин включены все одновременно все перечисленные характ-ки.

Индексы на геомогфолг.карте:Р-пластовая возвышенность(морфолгия,генезис)К-древняя платформа(возраст);З –Среднерусская(географическое положение);

Горные области на геоморф.картах подразделены по тектоническому строению,возрасту,морфологии и географическому положению.передачи этих характ-к используют цветной фон и индексы.М-морфологи,Н-генезис(тектоническое строение),10-географическое положение.