Что понимают под пористостью почвы

Пористость почвы

Порозность, или пористость почвы является одной из двух характеристик почвенного сложения. Это разнообразные почвенные поры, пустоты, трещины и ячейки, которые имеют различную конфигурацию и отличаются по размерам. Особенности этой почвенной характеристики возникают под действием различных физико-химических факторов:

• Поочерёдное увлажнение и высыхание приводит к растрескиванию почвы.
• Периоды нагрева, сменяющиеся охлаждением.
• Циклы сжатия и разбухания.
• Циркуляция жидкости.
• Жизнедеятельность живых организмов.
• Выщелачивание и вымывание минеральных веществ.

Содержание гумуса, химический состав и структура почвы влияют на степень пористости. Различают три типа порозности в зависимости от агрегатного состояния почвы:

• внеагрегатная;
• межагрегатная;
• внутриагрегатная.

Самые мелкие поры находятся внутри почвенных агрегатов, вне этих структур располагаются самые крупные поры. По мере углубления в почвенный профиль, порозность убывает.

Совокупность всех воздушных камер, больших и маленьких, по отношению к общему объёму почвы, называется её скважностью. Этот показатель составляет по объёму 25- 60%.

Природные факторы, либо неправильная обработка почвы могут разрушить её структуру, что влечёт за собой снижение показателя общей порозности. Органическое вещество оказывает на пористость большое влияние. Порозность почвы тем выше, чем значительнее в почве содержание органических веществ. К примеру, у торфяников порозность составляет 85%, а у песка — не выше 30%.

Поэтому в верхнем горизонте почвы порозность гораздо выше, чем в нижних слоях из-за большего количества гумуса.Также в верхних горизонтах наиболее активны живые существа, расположены корни растений, и на поверхностный слой оказывается меньше давление.

Баланс воды и воздуха

Поры могут быть заняты или воздухом, или водой. Чем насыщеннее влагой почва, тем ниже её аэрация. И аэробные живые организмы, и корневая система растений в условиях переувлажнения испытывают дефицит кислорода. При дефиците воздуха, если его содержание в общем объёме почвы меньше 15%, рост и развитие растений угнетается, жизнедеятельность аэробных микробов приостанавливается. А если воздух заполняет почву меньше, чем на 8%, то корни растений начинают отмирать, параллельно запускается оглеивание почвы.

Размер пор также имеет значение. Например, диаметр меньше 3 микрометров делает поры недоступными для микроорганизмов. А для самых мелких корешков растений требуются поры с диаметром больше 10 микрометров. Размер доступных пор, куда могут проникать корни растений, воздух и вода, уменьшается при снижении гумуса, увеличении давления верхних слоев земли, оглеенности и ожелезнённости почвенных горизонтов.

Источник

ПО́РИСТОСТЬ ПО́ЧВЫ

В книжной версии

Том 27. Москва, 2015, стр. 165

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

ПО́РИСТОСТЬ ПО́ЧВЫ (по­роз­ность поч­вы, скваж­ность поч­вы), сум­мар­ный объ­ём пор ме­ж­ду час­ти­ца­ми твёр­дой фа­зы поч­вы. П. п. вы­ра­жа­ет­ся в про­цен­тах от об­ще­го объ­ё­ма поч­вы. Поч­вен­ные по­ры в за­ви­си­мо­сти от раз­ме­ра де­лят­ся на ка­пил­ляр­ные (диа­мет­ром от 3 мкм до 8 мм) и не­ка­пил­ляр­ные (бо­лее 8 мм). Наи­бо­лее бла­го­при­ят­ные ус­ло­вия ув­лаж­не­ния и воз­ду­хо­обес­пе­чен­но­сти скла­ды­ва­ют­ся в поч­вах при со­от­но­ше­нии ка­пил­ляр­ной и не­ка­пил­ляр­ной по­рис­то­сти ок. 1:1. От П. п. за­ви­сят во­до- и воз­ду­хо­про­ни­цае­мость, плот­ность поч­вы, её вла­го­ём­кость, а так­же га­зо­об­мен ме­ж­ду поч­вой и ат­мо­сфе­рой. В па­хот­ных го­ри­зон­тах П. п. варь­и­ру­ет в за­ви­си­мо­сти от воз­де­лы­вае­мой куль­ту­ры и су­ще­ст­вен­но из­ме­ня­ется в про­цес­се об­ра­бо­ток поч­вы. Вы­сокой по­рис­то­стью об­ла­да­ют бо­га­тые гу­му­сом ост­рук­ту­рен­ные (55–65%) и тор­фя­ные (бо­лее 80–90%) поч­вы. В поч­вах с не­боль­шим со­дер­жа­ни­ем ор­га­нич. ве­ще­ст­ва и бес­струк­тур­ных поч­вах по­рис­тость со­став­ля­ет 40–45%; по­рис­тость ма­те­рин­ских по­род – в ср. 35–40% (пес­ков), 45–50% (гли­ны).

Источник

Пористость почвы

Между соприкасающимися элементарными почвенными частицами, микро- и макроагрегатами всегда имеются различного рода пустоты, которые называют порами. По почвенным порам перемещается вода с растворенными в ней веществами, в них содержится воздух. В почвенных порах обитают микроорганизмы, простейшие и другие представители почвенной биоты, по ним в почву проникают корни и корневые волоски растений. Поэтому общий объем порового пространства, размеры и конфигурация пор, составляющих это пространство, важнейшие характеристики почвы.

Под пористостью почвы понимают суммарный объем всех пор в единице объема почвы. Общую пористость, %, рассчитывают по формуле:

Формирование пористости почвы происходит в результате действия различных факторов: образования и разрушения структуры, упаковки и переупаковки почвенных частиц, микро- и макроагрегатов, растрескивания почвенной массы под влиянием попеременно действующих процессов нагревания-охлаждения и набухания-усадки, заполнения свободного пространства подвижным почвенным материалом, выщелачивания растворимых веществ, деятельности живых организмов. Величина пористости зависит от гранулометрического состава и характера структуры, содержания гумуса и биогенности почвы, а в агроценозах — от обработки и приемов окультуривания.

Почвенные поры имеют различный размер и конфигурацию. Самые мелкие поры сосредоточены внутри агрегатов, более крупные — стыковые поры, поры-трещины, поры-полости располагаются между агрегатами. Существуют также поры-каналы, связанные с ходами корней и почвенных животных, располагающиеся либо между агрегатами, либо частично пересекающие их. В связи с различной локализацией пор общая пористость подразделяется на агрегатную (если поры находятся внутри агрегатов) и межагрегатную (если поры расположены между агрегатами).

В порах размером до 8000 мкм передвижение и удержание воды при увлажне-нии почвы осуществляется за счёт проявления капиллярных сил, вследствие чего все поры подразделяют на капиллярные и некапиллярные. Поры существуют как внутри, так и между агрегатами (рис. 36).

Некапиллярная пористость обычно выше в почвах с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой (чернозёмы) или с песчаным гранулометрическим составом. Величина капиллярной пористости возрастает по мере увеличения степени дисперсности почв и ухудшения их агрегированности (табл. 69).

Основные функции, выполняемые порами в почвах, связаны с процессами газообмена, а также передвижением и удержанием влаги. Исходя из этого, по функциональному назначению выделяют поры аэрации и поры обводнения.

Поры аэрации. Это крупные некапиллярные (>8000 мкм) и капиллярные (100-8000 мкм) поры. Обычно вплоть до влажности почвы, равной предельно-полевой влагоемкости, они заполнены воздухом. Благодаря наличию этих пор осуществляется газообмен между почвенными горизонтами, между почвой и приземным слоем воздуха. При сильном увлажнении почвы по порам аэрации гравитационная влага передвигается в глубь почвенного профиля, т. е. они обеспечивают водопроницае-мость почв. заполнение пор аэрации влагой ведет к ухудшению воздушного режима почвы и развитию анаэробных процессов. Это происходит в результате формирования в профиле почвы водоупорных горизонтов, например плужной подошвы, или подъема уровня грунтовых вод выше критического уровня.

Поры обводнения. Представлены капиллярными порами размером 10-100 мкм. Содержащаяся в них капиллярная влага находится в подвижном состоянии и передвигается в направлении градиента влажности, температуры, напора воды и т.д. Это влагосохраняющие и влагопроводящие поры. Влага, сосредоточенная в них, доступна для растений, а максимальное ее количество обычно соответствует величине предельно-полевой влагоемкости.

Капиллярные поры размером

Пористость одно из важнейших свойств почвы, обусловливающих ее водный и воздушный режимы. С этим свойством связаны влагоемкость и воздухоемкость почв, водопроницаемость и водоподъемная способность. Самые высокие показатели общей пористости отмечают в верхних гумусовых горизонтах ночи, составляющих в среднем около 50-60 %. В нижележащих горизонтах величина общей пористости существенно снижается и достигает 30-40 %. Для оценки общей пористости суглинистых и глинистых по гранулометрическому составу почв используют шкалу Н.А. Качинского.

При оптимизации условий для произрастания сельскохозяйственных культур недостаточно оперировать только величиной общей пористости. для создания устойчивого запаса влаги в почве при одновременно хорошем воздухообмене (аэрации) необходимо, чтобы некапиллярная пористость составляла 55-65 % от общей. Если она меньше 50 %, то происходит ухудшение воздухообмена, что вызывает развитие анаэробных процессов. в агрономическом отношении очень важно чтобы при увлажнении почвы до предельно-полевой влагоемкости пористость аэрации составляла в минеральных почвах не менее 15 % от объема, в торфяных почвах — 30-40%. относительно верхней границы оптимальных значений пористости аэрации единой точки зрения нет. В качестве ориентировочных для минеральных почв можно указать значения пористости аэрации на уровне 20-25 % от объема почвы, а в условиях орошения — 30%.

Пористость аэрации, %, вычисляют по формуле:

Источник

Пористость (порозность) почвы

От величины пористости (общий объем пор в единице объемы почвы) зависит влагоудерживающая способность почвы и передвижение воды в ней.

В глинистых почвах пористость выше, чем в песчаных, и ниже, чем на торфяниках. На пористость почвы влияют многие факторы: увлажнение, уплотнение, механическая обработка и т.д., которые могут быть как полезными, так и вредными для растений. Через поры в почву проникает вода, происходит газообмен с атмосферой. Порозность обусловливает водно-воздушные свойства почвы и влияет на ход химических и биологических процессов, протекающих в почве.

Различия в пористости обычно ассоциируются с изменениями объемного веса, а нес плотностью частиц. Чем ниже объемный вес почвы, тем выше ее пористость. Как объемный вес, так и общая пористость могут характеризовать физическое состояние почвы. Размеры пор имеют большое значение как показатель порозности.

Чем плотнее почва, тем ближе подходят друг к другу частицы, ее слагающие, и тем, следовательно, мельче поры между ними и их суммарный объем. Чтобы корни трав нормально развивались, пористость почвы не должна снижаться ниже определенного уровня.

В этом отношении водопроницаемость почвы может служить косвенным признаком состояния пористости почвы.

Характер объемных изменений почвы не одинаков для всех почв. Встречаются почвы, объемные изменения которых при испарении воды, дойдя до определенного предела, прекращаются. Это связано с наличием в почве жесткого скелета из крупных частиц. Поэтому почва спортивного поля должна содержать грубую фракцию (например, песчаную, гравийную), образующую несжимаемый скелет.

По нашим данным, порозность верхнего слоя (0-6 см) почвы поля, где травы плохо отрастали и явно была выражена переуплотненность, составляла 38-40%.

На участках поля, где травы развивались нормально и формировался отличный дерновый покров, порозность почвы составляла около 50 %. По разнице между общей скважностью и влажностью почвы в объемных процентах судят об аэрации (воздухообеспеченности) почвы поля, величина которой должна быть не менее 25-30 %. Очень часто в результате ухудшения аэрации почвы задерживается доступ кислорода и влаги к корням трав. Это происходит при неблагоприятном сложении почвы; например, в мелкозернистых песчаных почвах с примесью глины вода и воздух нередко являются антагонистами, поскольку при увлажнении их поры из-за отсутствия макроагрегатов остаются «закрытыми» для газообмена. Лишь при достаточном иссушении, т.е. когда корневая система начинает испытывать недостаток влаги, в них начинается газо- и воздухообмен. Это также происходит в результате внесения в почву неподходящих органических и минеральных материалов, содержащих много ила. Мелкие частицы снижают общую порозность нижних слоев почвы, уменьшают размер активных пор, т.е. пор, в которых размещается капиллярная влага, воздух и корневая система трав. По данным зарубежных специалистов, почва спортивного пола должна иметь не менее 35 % пор, из них крупные поры (некапиллярные) должны составлять от 12 до 18 %, а капиллярные – от 15 до 21 %.

Источник

Пористость почвы

Под пористостью почвы следует понимать суммарный объем пор в единице объема почвы, выраженный в процентах. Размер пор и пористость почвы зависят от ее механического состава. Размер пор в однородной почве тем больше, чем больший размер имеют отдельные механические элементы почвы, т. е. ее зернистость. Самые крупные поры в каменистой почве, очень мелкие — в глинистой, а самые мелкие — в торфяной. При этом суммарный объем пор, выраженный в процентах, увеличивается, т. е. пористость почвы тем выше, чем меньше размер отдельных механических элементов почвы. Так, пористость песчаной почвы составляет 40%, а торфяной — 82%.

На размер пор влияет также форма механических элементов почвы. В условиях неоднородной почвы, т. е. когда почва состоит из частиц разного размера, поры между большими частицами заполняются меньшими частицами. В изверженных вулканических породах и монолитах (гранит) вместо пор часто встречается целая сеть соединенных между собой горизонтальных и вертикальных трещин, которые иногда достигают значительной ширины и глубины. Кроме естественных пор, обусловленных механическим составом, в почве встречаются каналы и трещины, искусственно созданные животными, обитающими в почве (ежами, кротами и др.), или людьми при бурении скважин, выкапывании колодцев, закладывании свай, прокладывании труб и др.

Величина естественных пор почвы, наличие в ней естественных или искусственных трещин и каналов оказывают существенное влияние на взаимодействие почвы с воздухом и водой, а также фильтрационную способность почв. Именно этим обусловлено их гигиеническое значение. Так, почвы с крупными порами и низкой пористостью (гравелистые, песчаные, легкие супесчаные) хорошо проницаемы для воды и воздуха. Они имеют наивысшую фильтрационную способность. В таких почвах, а также в почвах с естественными и искусственными трещинами химические и биологические загрязнения быстрее продвигаются вглубь и достигают грунтовых вод, что приводит к их загрязнению и создает опасность для здоровья населения. В то же время почвы с маленькими порами и высокой пористостью (глинистые, тяжелые суглинистые) имеют низкую фильтрационную способность. В них задерживается вода, они плохо аэрируются. Это приводит к замедлению или даже прекращению процессов самоочищения почвы от органических загрязнений, что также опасно для здоровья населения. Оптимальной для процессов самоочищения от биологических и химических загрязнений является пористость почвы в пределах 60-65%.

Источник