Какие свойства почв бывают
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 (рs) как показатель ее вещественного состава. Удельный объем твердой фазы, его значения. Величины рs характерные для различных почв и их компонентов. Профильные изменения рs и их значения для диагностики почв. Использование в разных разделах почвоведения. Методы определения рs.
Плотность сложения (объемная масса) почв (рb) как показатель вещественного состава и упаковки. Характерные величины рb. Понятие об оптимальной и о равновесной плотности. Проблема переуплотнения почв в сельском хозяйстве. Изменения рb во времени. Применение рb в разных разделах почвоведения. Расчеты с использованием величин рb. Методы определения рb 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.
Свойства почвы и ее участие в планетарной экосистеме.
Экологические свойства почв можно разделить на две основных категории: биосферные и биогеоценотические.
Комплекс процессов, обеспечивающий жизнь на планете, невозможен без участия почвы. И значение почвы в для успешного протекания этих процессов наиболее значимо.
Основные характеристики почв.
Гидросферные свойства почвы:
1) Образование речных стоков и баланса воды.
От степени проницаемости почвы зависит сток в водоемах, расположенных над этими почвами. Степень удерживания влаги почвой и особенности циркуляции грунтовых вод в совокупности с атмосферными осадками формируют водоснабжение рек и общий водный баланс.
2) Преобразование осадков в грунтовые воды.
Во время прохождения атмосферных осадков через почвенные горизонты происходит изменение состава этих вод.
Добавляются определенные химические элементы, присутствующие в конкретном грунте, происходит насыщение газами (которые образуются в результате обменных органических процессов внутри почвы), и происходит превращение атмосферных осадков в грунтовые (подземные) или почвенно-грунтовые (находятся в пределах профиля почвы) воды.
3) Повышение биопродуктивности водоемов.
Снабжение водоемов органическими элементами, необходимыми для питания зоопланктона и микроорганизмов, в значительной степени происходит благодаря вымыванию их из почвы. Таким образом создается необходимая база для существования рыбы и других организмов, обитающих в водоемах.
4) Защитные функции почвы.
Почва адсорбирует огромное количество различных вредных соединений и создает подходящие условия для их переработки.
Органические вещества разлагаются значительно быстрее и при этом в большинстве случаев не являются источником ухудшения экологических качеств почвы, а вот неорганические (антропогенные) объекты и вещества могут значительно засорять почву и находиться в ней на протяжении многих лет.
Атмосферные функции почвы.
1) Участие в формировании и модернизации газового атмосферного баланса.
Косвенное воздействие — обеспечение существования биогеоценозов, влияющих на атмосферный газообмен благодаря дыханию и другим газовыделительным процессам.
Непосредственное влияние почвы на атмосферу — прямой обмен газами.
2) Регулирование газового состава атмосферы.
Взаимодействие почвенной газовой среды с атмосферой обусловлено значительными различиями в их составе. Благодаря этому осуществляется интенсивный газообмен между ними.
3) Накопительная грунтовая и микробиологическая функция.
Почва создает возможности для проживания и размножения микроорганизмов, а также снабжает их питательными веществами и обеспечивает условия для протекания необходимых обменных процессов.
Кроме того, глобальный круговорот твердых частиц в природе тоже происходит при активном участии почвы.
4) Энергетические функции и водообмен.
Почва отражает либо поглощает солнечные и другие типы излучений, тем самым участвуя в энергетическом обмене планеты, создает выделение водяных паров и проникновение их в атмосферу с последующим снабжением влагой водоемов.
Литосферные свойства почвы.
1) Защитные.
Почва защищает поверхность планеты от эрозии и разрушения, создает баланс литосферных процессов и резервирует источники энергии.
2) Биохимические.
Основная роль почвы — снабжение органическими компонентами для разложения минеральных соединений и высвобождения химических элементов, необходимых для всех обменных процессов на планете.
Кроме того, благодаря обеспечению условий для проживания живых организмов происходит пополнение земной поверхности органическими и минеральными элементами.
3) Природные ресурсы.
Без почвы было бы невозможно преобразование материи в полезные ископаемые, такие как торф, нефть или уголь. Благодаря созданию в почве специфических условий для трансформации органических веществ, человечество может получать ценные природные ресурсы.
4) Аккумулятивные функции.
Благодаря почве совершается газообмен с атмосферой и трансформируется состав осадочных пород. Кроме того, солнечная энергия аккумулируется в грунтовых слоях, накапливая тепло.
Биосферные свойства почвы.
1) Среда обитания для множества живых организмов и растений.
2) Необходимое звено для биологического и геологического планетарного круговорота.
3) Обеспечение эволюционных условий, таких, например, как выход морских организмов на сушу.
4) Формирование рельефа земной поверхности и плавных переходов от одних географических образований к другим.
Основное и самое важное свойство почв — плодородие. В почве растения закрепляются своими корнями, из нее получают минеральные вещества, воду и кислород.
Если климат определяет возможность возделывания винограда в той или иной местности, влияет на сахаристость и кислотность сока ягод, в основном определяет производственную специализацию виноградарства и виноделия, то почва формирует урожай и его основные качества: придает ягодам и продуктам их переработки оттенки вкуса и аромата, часто неуловимые химическими анализами, но уловимые при органолептической оценке.
Во всех странах мира, где по климатическим условиям можно выращивать виноград, его насаждения встречаются на разных по химическому и механическому составу почвах. Он растет на черноземах и дерново-подзолистых почвах, на сероземах и буроземах, красноземах и каштановых почвах, на малоплодородных песках и почти бесплодных для других сельскохозяйственных культур каменистых почвах.
В связи с этим иногда считают, что виноград не требователен к почвам и для него вполне подходит любая из них, кроме заболоченных, солончаков и солонцов. На самом деле виноградное растение при всей его пластичности требовательно к почвенным условиям.
Почвы рыхлые, незасоленные, с достаточным количеством питательных веществ и оптимальным увлажнением способствуют сильному росту, обильному плодоношению и долголетию виноградных насаждений.
Присутствие в почве вредных солей или постоянного переувлажнения, наоборот, снижает продуктивность насаждений и нередко приводит их к гибели.
Наука и практика располагают многочисленными данными, подтверждающими влияние почвы на величину и качество урожая. Так, по данным А. А. Егорова насаждения сорта Тавквери дают виноград, из которого приготовляют прекрасные столовые и десертные вина, а из этого же сорта, выращенного в отделении «Кара-Чанах», вина получаются посредственного качества.
По данным А. П. Чефранова, почвы двух первых отделений серо-каштановые суглинистые, образованные на лёссовидных суглинках, а третьего — серо- каштановые щебенчатые суглинистые, подстилаемые на глубине 80—85 см валунно-галечниковыми наносами. Сорт Ркацители ведет себя противоположно Тавквери. Лучшие десертные вина Кара-Чапах получаются из винограда, выращенного на серо-каштановых щебенчатых суглинистых почвах.
В этой же стране наилучший виноград столового сорта дают виноградники Апшеронского полуострова, где почвы песчаные, образованные на морских песках и ракушечниках. Общеизвестно, что на Черноморском побережье Крыма, Краснодарского края, в долине реки Алазани (Кахетия) многолетней практикой для ряда сортов выявлены почвы и участки, на которых получают наиболее высокий и наиболее качественный урожай.
Без преувеличения можно сказать, что все сорта винограда чутко реагируют на смену почвенных условий, особенно сорта-подвои. Из этого, однако, не следует, что независимо от природной зоны или района существуют наиболее ценные почвы только для определенных сортов и определенного качества урожая.
Например, для сортов Пино черный, Шардоне, из которых приготовляют первоклассные шампанские вина, лучшими почвами считаются бурые горно-лесные и перегнойно-карбонатные почвы, но это справедливо только для определенных районов, имеющих свои специфические природные условия (Абрау-Дюрсо, Шампань).
В зоне распространения таких же почв, но с несколько иными природными условиями (Кахетия) указанные сорта не дают высокоценных шампанских виноматериалов, тогда как другие сорта (Ркацители, Хихви, Саперави, Каберне) дают материал для приготовления первоклассных столовых вин.
Очень хорошие шампанские вина получают в Алма-Атинской области и Киргизии из Пино черного и Рислинга, произрастающих на темно-каштановых почвах и черноземах.
Если сопоставить климат и другие природные условия этих мест, то можно убедиться в том, что они заметно различаются между собой. Отсюда следует, что оценивать качества каждой почвы для виноградного растения, его сортов и производственного назначения урожая необходимо но сравнению с другими почвами внутри каждой природной зоны и района, а не по сравнению с почвами других природных зон. Более того, оценку почвы необходимо проводить во взаимосвязи с другими природными условиями.
В целях наиболее правильного определения качества почв для виноградников следует знать их строение, свойства и химический состав.
Возможно, Вас так же заинтересует:
- Строение почв для виноградника
- Химический состав почв для винограда
- Группы почв по механическому составу
- Выбор участка для виноградника