Что такое водопрочность структуры почвы

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Водопрочность

Водопрочная структура восстанавливается под воздействием как многолетних трав, так и однолетних сельскохозяйственных растений. Однако оструктуривающее воздействие многолетних трав выше. Они развивают более мощную корневую систему, более длительное время воздействуют на почву, оставляют в почве больше органического вещества (корней и послеукосной надземной массы), благоприятного по составу для деятельности микроорганизмов, образования гумуса.[ . ]

Водопрочность почвенных агрегатов обусловлена различной природой «клеящих» веществ, участвующих в структурообразо-вании, их связью с механическими элементами.[ . ]

Водопрочность приобретается в результате скрепления механических элементов и микроагрегатов коллоидными веществами (органическими и минеральными). Но чтобы отдельности, скрепленные коллоидами, не расплывались от действия воды, коллоиды должны быть необратимо скоа-гулированы. Такими коагуляторами в почвах чаще всего являются двух- и трехвалентные катионы Са2+, М§2+, Ре3+, А13+.[ . ]

Водопрочность комков, не расплывшихся в течение 10 мин, принимается за 100%.[ . ]

Агрономически ценной считается водопрочная с высокой по-розностью структура, создание которой и является задачей агротехнических приемов и мероприятий, направленных на ост-руктуривание почвы. Но не всякая водопрочная структура является агрономически ценной. Водопрочность структуры имеет двоякую природу: она может быть обусловлена стойким химическим и физико-химическим закреплением коллоидов (необратимая коагуляция коллоидов), Агрегаты также могут быть водопрочны вследствие их неводопроницаемости, связанной с наличием в основном тонких неактивных пор. Хорошая структура должна быть также механически прочной, не разрушающейся при обработке почвы сельскохозяйственными орудиями.[ . ]

Необходимо иметь в виду, что не всякая водопрочная структура агрономически ценная. Важно, чтобы водопрочные агрегаты имели рыхлую упаковку, были пористые и обладали способностью легко воспринимать воду, чтобы в их поры легко проникали корневые волоски и микроорганизмы. При плотной упаковке агрегатов пористость их низкая (30—40 %), поры тонкие, в них с трудом проникают микроорганизмы и корневые волоски. Водопрочность таких агрегатов обусловлена слабым проникновением в поры воды. Такая структура в агрономическом отношении не является ценной.[ . ]

Эффект предварительною увлажнения обусловлен повышением водопрочности агрегатов и связанным с ним увеличением шероховатости поверхности. Положительное влияние предварительного увлажнения на водопрочность почвенной структуры зависит от его интенсивности и длительности, а также от свойств почвы. Медленное, достаточно продолжительное капиллярное увлажнение почвы, особенно тяжелой по гранулометрическому составу, приводит к существенному повышению размывающей скорости потока и допустимого (по условию неразмываемости почвы) расхода воды. Например, предварительное увлажнение средне- и тяжелосуглинистых сероземов повышает размывающие скорости с 4,4 до 7,7 см/с а легкосуглинистых и супесчаных — с 4,1 до 5,2 см/с. При этом допустимые расходы воды увеличиваются, соответственно, в 1,4 и 2,2 раза (см. табл. 10.5).[ . ]

В воздушно-сухом состоянии почвы, богатые коллоидами, обладают более водопрочной структурой также в том случае, если они насыщены обменным кальцием, однако для почв, бедных коллоидами, наблюдается обратная зависимость. Вопрос о влиянии состава обменных катионов на противоэрозионную стойкость почв нельзя считать полностью решенным из-за недостатка данных по противоэрозионной стойкости почв природной солонцеватости разной степени выраженности.[ . ]

П. А. Костычевым было предложено классифицировать структуру почвы на водопрочную (агрономически ценную) и неводопрочную.[ . ]

Способность гумуса склеивать, цементировать частицы почвы друг с другом в водопрочные агрегаты должна сказываться на противоэрозионной стойкости почв. Действительно, многие исследователи при сравнении разных почв отмечали более высокую противоэрозионную стойкость почв с высоким содержанием гумуса. С.С.Соболев (1948) расположил основные типы почв по противоэрозионной стойкости в следующий ряд: мощный суглинистый чернозем > темно-каштановая почва > лесные суглинистые почвы > среднеподзолистые почвы. Аналогичный ряд предложил В.Б.Гуссак (1959): луговые почвы > черноземы > желтоподзолистая > дерново-подзолистая > почвы пустынных степей и пустынь. АД.Воронин и М.С.Кузнецов (1970) расположили почвы основных типов европейской части СССР по противоэрозионной стойкости в следующий ряд: чернозем мощный > чернозем обыкновенный > чернозем южный > дерново-подзолистая почва > светло-каштановая почва. Таким образом, противоэрозионная стойкость почв убывает на север и юг от черноземно-степной полосы вместе с уменьшением содержания гумуса.[ . ]

За шесть лет применения мульчирования запасы гумуса в почве возросли на 0,3 %, а содержание водопрочных структурных агрегатов размером более 1 мм на 20 %.[ . ]

Темно-серый до черного с бурым или коричневым оттенком и хорошо оформленной водопрочной комковатой, крупитчатый или зернистой структурой, часто копрогенной. Содержание гумуса превышает 5-6% в верхних 10 см, состав гумуса от гуматного до фульватно-гуматного (С гк/С фк всегда >1). Насыщен основаниями (V > 80%). Реакция от слабокислой до слабощелочной.[ . ]

Агрономически ценной структурой является комковатая и зернистая структура верхних горизонтов почвы размером от 0,25 до 10 мм, обладающая водопрочностью и связностью.[ . ]

Дающий названию типу охристый горизонт (BAN) имеет насыщенный охристый или светло-охристый цвет, икряную структуру в виде однопорядковых водопрочных округлых отдельностей размером 1-5 мм, покрытых органо-железистыми оболочками. Свойства горизонта определяются минералогическим составом, который является продуктом трансформации пирокластических отложений. Для горизонта характерен эффект псевдотиксотропии (выделение влаги при разминании структурных отдельностей), а также низкие значения плотности ( 45 %), механической прочностью и водопрочиостью. Структурной считается почва, содержащая более 55 % водопрочных агрегатов размером 0,25—10 мм.[ . ]

Дерновые почвы образовались под преобладающим влиянием дернового почвообразовательного процесса, с развитием элементов элювиального процесса, в основном на карбонатных породах. Наиболее существенной особенностью дернового процесса являются накопление гумуса, питательных для растений веществ и создание водопрочной структуры в верхнем горизонте. Все эти признаки отчетливо выражены в профиле дерновых почв. На примере этих почв хорошо отразилась роль карбонатности материнских пород в таежно-лесной зоне, препятствующая подзолистому процессу и определяющая активное течение гумусово-аккумулятивно го процесса, даже под лесом.[ . ]

Противоэрозионная стойкость почв характеризует способность почвы противостоять смывающему действию водного потока или совместному действию потока воды и капель дождя. Количественно она выражается величиной размывающей скорости потока, которая непосредственно определяется двумя показателями почвы: размером водопрочных агрегатов и сцеплением их друг с другом. Остальные свойства почв влияют на противоэрозионную стойкость косвенно, через эти показатели.[ . ]

Влияние смытости почвы на ее противоэрозионную стойкость не нашло отражения в табл. 3.10 ввиду недостаточной изученности этого вопроса. Однако по имеющимся немногочисленным данным можно отметить, что рыхлые пахотные горизонты среднесмытых почв имеют, в среднем, в 1,2 раза меньшую размывающую скорость, чем несмытые, за счет уменьшения водопрочности структуры почвы в результате смыва. На более плотных почвах влияние смытости может и не проявиться, так как уменьшение водопрочности структуры смытых почв компенсируется увеличением их сцепления, возникающим в результате увеличения плотности сложения.[ . ]

Дренаж — уменьшение плотности, оглеенности, содержания гумуса, конкреций и содержания в них Ре, Мп; увеличение водопрочности агрегатов, гуматности, усиление элювиально-иллювиальной дифференциации профиля.[ . ]

Минералогический состав материнской породы оказывает большое влияние на направление почвообразовательных процессов. Например, карбонатность породы препятствует течению подзолистого процесса, так как СаС03 нейтрализует фульвокислоты и таким образом устраняется их разрушающее действие на минералы. Карбонатность породы способствует течению гумусово-аккумулятивного процесса, образованию водопрочной структуры.[ . ]

Значительное влияние на противоэрозионную стойкость почв оказывает гранулометрический состав. Из двух почв одинакового генетического типа большей противоэрозионной стойкостью обладает более тяжелая по гранулометрическому составу почва, содержащая больше илистой фракции, способной к структурообразованию. Особенно неблагоприятно высокое содержание фракции крупной пыли (0,05-0,01 мм), значительно понижающей водопрочность структуры.[ . ]

Расчеты, выполненные на 10-летний период (1987—1997 гг.), показали, что параллельно с повышением уровня подземных вод (на 0,2—1 м/год) будет наблюдаться накопление солей в них, а также в почвогрунтах зоны аэрации. При этом содержание натрия и магния в расчетный период прогрессирующе возрастет, а кальция — уменьшится (рис. 87). Известно, что кальций, являясь хорошим коагулятором, способствует свертыванию почвенных коллоидов и образованию водопрочной структуры. Противоположное действие оказывают ионы натрия (в меньшей степени калия), увеличение содержания которых в ПК приводит к разрушению структуры и ухудшению водно-физических свойств почв. Ион магния занимает промежуточное положение. При его содержании в ПК до 15-20% его влияние безвредно, а при 30% и более оно отрицательное.[ . ]

Разработан на основе методов Г. И. Павлова и А. Ф. Тюлина и является в настоящее время одним из распространенных в почвенной практике. Состоит из двух частей: фракционирования почвы на ситах в воздушно-сухом состоянии (сухое просеивание) и фракционирования на ситах в воде (мокрое просеивание). В первом случае фиксируется количество агрегатов того или иного размера в почве, во втором — определяется количество водопрочных агрегатов, то есть дается качественная оценка структуры по водопрочности.[ . ]

Отсюда следует, что сг« 1 — а/х, т.е. с увеличением объема выпадающих осадков увеличивается и коэффициент стока. Однако при постоянном количестве осадков коэффициент стока зависит, главным образом, от водопроницаемости почв и грунтов. Обычно тяжелые по гранулометрическому составу почвы менее проницаемы, чем легкие. Почвы с уплотненными горизонтами отличаются низкой водопроницаемостью. Большое значение для водопроницаемости почв имеет водопрочность их структуры, зависящая от содержания и качественного состава гумуса, состава обменных оснований и других факторов.[ . ]

Оригинальные взгляды на эрозию почв и меры борьбы с ней высказал В.Р.Вильямс. Эрозию почв и меры борьбы с ней он рассматривал сквозь призму травопольной системы земледелия. По Вильямсу главной причиной эрозии является бес структурность пахотных почв склонов. С помощью системы мероприятий, центральным звеном которых является культура многолетних трав в нолевых и кормовых севооборотах, происходит окультуривание почв, придание им комковатой водопрочной структуры.[ . ]

Влияние исходной влажности на нротивоэрозиоиную стойкость почв наблюдается не тольхо при положительных, но и при отрицательных температурах. Однако характер влияния в этом случае совершенно другой. Замерзание и последующее оттаивание почвы при высокой влажности, особенно многократное, а также при капиллярном подтоке воды снизу оказывает отрицательное влияние на противоэрозионную стойкость почвы. При этом формируются хорошо выраженные прослойки льда, снижающие сцепление и размер водопрочных агрегатов. При малом содержании влаги в почве создаются неблагоприятные условия для образования крупных прожилок льда, а при влажности, близкой к нижнему пределу пластичности и меньшей, таких прожилок вообще не бывает. Образование прослоек льда связано с миграцией воды к центрам кристаллизации вследствие качественной неоднородное™ почвенной влаги, благодаря чему не вся вода кристаллизуется сразу, и к образовавшимся уже центрам кристаллизации подтягивается еще не замерзшая вода. Из изложенного ясно, что замерзание и последующее оттаивание почвы влияет не непосредственно, а через водопрочное ть структуры и межагрегатное сцепление, поэтому формула (2.29) для расчета размывающей скорости потока применима также для замерзшей и оттаявшей почвы, если значения входящих в формулу аргументов определены для образцов почвы, испытавших аналогичные воздействия отрицательных температур.[ . ]

Дерново-карбонатные выщелоченные почвы являются лучшими среди дерново-карбонатных почв. Профиль их хорошо сформирован, но его мощность часто не превышает 80 см; карбонаты находятся с глубины 40—60 см и ниже. Почвообразующими породами являются обычно карбонатные глины. Преобладает среднее содержание подвижного фосфора, среднее и повышенное — калия. Дерново-кар-бонатные выщелоченные (и типичные) почвы имеют довольно хорошее структурное состояние; в пахотном горизонте водопрочных агрегатов диаметром более 0,25 мм содержится 55—70 %.[ . ]

Считается (Ковда и др., 1986), что орошение черноземов должно быть только дополнительным по отношению к фактическим атмосферным осадкам сезона и года. Поэтому орошение черноземов обыкновенных, распространенных в зоне недостаточного увлажнения, является в определенной мере обоснованным. Поскольку для орошения черноземов трудно выбрать большие ровные массивы, полив производят и на склоновых землях. Применение больших поливных норм дождевальными машинами с высокой интенсивностью полива способствует формированию поверхностного стока ирригационных вод и смыву почвы. В.В. Егоров (1984) отмечает, что, кроме малых норм полива, важен и способ подачи этой нормы. В настоящее время в нашей стране широкое применение нашли два способа орошения: полив напуском и дождеванием. Ни один из них не является универсальным. Черноземам не желательно орошение затоплением, тем более, что потери воды на фильтрацию при поверхностном способе полива составляют 20 — 30% и 3 — 5% — на испарение. При дождевании также наблюдаются значительные потери воды на испарение, особенно в жаркие дни, при ветрах — до 20 — 25% (Шумаков, Прокофьев, 1986). Отрицательно реагирует чернозем и на крупнокапельное дождевание, поскольку оно ведет к формированию поверхностного стока, разрушению водопрочной структуры, диспергированию пахотного слоя. Поэтому орошение черноземов лесостепи и степи возможно лишь с помощью мелкодисперсного дождевания, свойственного дождевальным машинам типа “Фрегат”, “Волжанка” либо “Днепр”.[ . ]

Источник

Что такое водопрочность структуры почвы

Главная
English
Биологический кружок ВООП
Гостю кружка
Планы кружка
Экспедиции и выезды
Исследовательская работа
Программа «Parus»
История кружка
Контакты кружка
Полевой центр
Фотогалерея
Летопись биостанции
Статьи о биостанции
Исследовательские работы
Учебные программы
Полевые практикумы
Методические семинары
Вебинары
Исследовательская работа
Проектная деятельность
Экспедиции и лагеря
Экологические тропы
Экологические игры
Публикации (статьи)
Методические материалы
Наглядные определители
Карманные определители
Определительные таблицы
Энциклопедии природы России
Компьютерные определители
Мобильные определители
Учебные фильмы
Методические пособия
Полевой практикум
Природа России
Минералы и горные породы
Почвы
Грибы
Лишайники
Водоросли
Мохообразные
Травянистые растения
Деревья и кустарники
Ягоды и сочные плоды
Насекомые-вредители
Водные беспозвоночные
Дневные бабочки
Рыбы
Амфибии
Рептилии
Птицы, гнезда и голоса
Млекопитающие и следы
Фото растений и животных
Систематический каталог
Алфавитный каталог
Географический каталог
Поиск по названию
Галерея
Природные ландшафты мира
Физическая география России
Физическая география мира
Европа
Азия
Африка
Северная Америка
Южная Америка
Австралия и Новая Зеландия
Антарктика
Рефераты о природе
География
Геология и почвоведение
Микология
Ботаника
Культурные растения
Зоология беспозвоночных
Зоология позвоночных
Водная экология
Цитология, анатомия, медицина
Общая экология
Охрана природы
Заповедники России
Экологическое образование
Экологический словарь
Географический словарь
Художественная литература
Международные программы
Общая информация
Полевые центры (Великобритания)
Международные экспедиции (США)
Курс полевого образования (США)
Международные контакты
Интернет-магазин
Карманные определители
Цветные таблицы
Компьютерные определители
Энциклопедии природы
Методические пособия
Учебные фильмы
Комплекты материалов
Контакты
Гостевая книга
Ссылки
Партнеры
Наши баннеры
Карта сайта

(равномерное развитие структуры по трем взаимно перпендикулярным осям) А. Грани и ребра выражены плохо, агрегаты большей частью сложны и плохо оформлены:

1) глыбистая Крупноглыбистая Ребро куба
>10 см Мелкоглыбистая 10-5 см 2) комковатая Крупнокомковатая 5-3 см Комковатая 3-1 см Мелкокомковатая 1-0,5 см 3) пылеватая Пылеватая 10 мм Ореховатая 10-7 мм Мелкоореховатая 7-5 мм 5) зернистая Крупнозернистая 5-3 мм Зернистая (крупитчатая) 3-1 мм Мелкозернистая (порошистая) 1-0,5мм II. Призмовидный

(развитие структуры главным образом по вертикальной оси) А. Грани и ребра плохо выражены, агрегаты сложны и мало оформлены:

6) столбовидная Крупностолбовидная Диаметр
>5 см Столбовидная 5-3 см Мелкостолбовидная 5 см Столбчатая 5-3 см Мелкостолбчатая 5 см 8) призматическая Призматическая 5-3 см Мелкопризматическая 3-1 см Карандашная 5 мм Плитчатая 5-3 мм Пластинчатая 3-1 мм Листоватая 3 мм Грубочешуйчатая 3-1 мм Мелкочешуйчатая

Каждому типу почв и каждому генетическому горизонту свойственны определенные типы почвенных структур. Для гумусовых горизонтов, например, характерна зернистая, комковато-зернистая, порошисто-комковатая структура; для элювиальных горизонтов — плитчатая, листоватая, чешуйчатая, пластинчатая; для иллювиальных — столбчатая, призматическая, ореховатая, глыбистая и т. д.

В поле, у разреза, определяют структуру почв следующим образом. На передней стенке из исследуемого горизонта ножом вырезается небольшой образец грунта и подбрасывается несколько раз на ладони (или лопате) до тех пор, пока он не распадется на структурные отдельности. Рассматривая эти структурные элементы, определяют степень их однородности, размер, форму, характер поверхности. Данные наблюдений заносят в почвенный дневник.

Если структура неоднородна, то для ее характеристики пользуются двойными названиями (комковато-зернистая, ореховато-призматическая и т. д.), последним словом указывая преобладающий вид структуры.

При изменении характера распределения структурных элементов внутри горизонта в почвенном дневнике обязательно отмечается это различие.

Большое значение для агрономической характеристики почвы имеет водопрочность ее структуры, т. е. образование прочных, неразмываемых в воде отдельностей. Такая структура образуется в результате скрепления механических элементов органоминеральными коллоидами, скоагулированными необратимо. Почвы, обладающие водопрочной структурой, имеют благоприятный для развития растений водно-воздушный режим, хорошие механические свойства и т. д. Почвы, не имеющие водопрочной структуры, быстро заплывают, становятся непроницаемыми для воды и воздуха, а при высыхании растрескиваются на крупные глыбы. Водопрочность структуры (в почвах, насыщенных водой) должна отражаться в почвенном дневнике.

Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы России и сопредельных стран — минералов и горных пород, почв, грибов, водорослей, лишайников, листостебельных мхов, деревьев, кустарников, кустарничков и лиан, травянистых растений (цветов), ягод и других дикорастущих сочных плодов, водных беспозвоночных животных, насекомых-вредителей леса, дневных бабочек, пресноводных и проходных рыб, земноводных (амфибий), пресмыкающихся (рептилий), птиц, птичьих гнезд, их яиц и голосов, а также млекопитающих (зверей), — можно в разделе Природа России нашего сайта.

В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира — фотографии природы Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Новой Зеландии и Антарктики.

В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром «Экосистема» печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц «Грибы, растения и животные России», компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов «Как организовать полевой экологический практикум»), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.

Источник