Основы агрономии
Что такое почва и каковы ее свойства
Почва — образованный природными и геологическими процессами поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, т. е. пригодный для произрастания различных форм растений.
Именно этот относительно тонкий верхний слой человек использует для выращивания с.-х. культур, имеющих хозяйственное назначение. Для того, чтобы сохранить и повысить плодородие этого тонкого слоя коры, необходимо применять рациональные приемы и средства для обработки почвы, с учетом ее физических и технологических свойств, а также почвенно-климатических условий.
Как образовалась почва?
Почва — уникальное образование, тончайшим слоем устилающее поверхность многих районов нашей планеты. Она является одним из важнейших факторов развития и процветания жизни на Земле — как флоры, так и фауны.
Появление почвы связано с взаимодействием органической и неорганической природы, причем органика является главным образующим звеном, без наличия которого почвообразование невозможно.
Миллионы лет назад Земля представляла собой безжизненную планету, в недрах и на поверхности которой протекали бурные природные и геологические процессы, повлекшие образование различных минералов, воды и атмосферы.
С появлением на планете воды и атмосферы, как утверждают биологи, появились и первые живые организмы — одноклеточные и микроскопические животные и водоросли, довольствовавшиеся неорганической пищей — минералами, солями, газами и другими веществами на молекулярном уровне, растворенными в воде. Они были ничтожно крохотными и практически не влияли на процессы, протекающие в окружающем мире. Тем не менее, именно эти существа положили начало почвообразованию на Земле.
Природно-геологические процессы (извержения вулканов, потоки лавы, ветра, осадки, солнечные лучи и т. п.) подготовили минеральную компоненту почвы — частицы глины, песка, ила и т. п. Отмирающие организмы — вначале микробы, затем и более высокоразвитые — криль, медузы, рыбы, земноводные — оседали на дно водоемов и смешивались с неорганической «кожей» планеты, формируя гумус и жидкие органические компоненты. С отступлением водоемов, а также с началом освоения животными и растениями суши, почвообразование приняло более широкие масштабы.
Так появилась почва — плодородный слой нашей планеты. Вначале формирование почвы протекало очень медленно — ведь органики на Земле было мало, затем, по мере освоения планеты живыми существами, этот процесс стал ускоряться. Тем не менее, и в наше время формирование почвенного слоя даже в самых благоприятных районах — чрезвычайно медленный процесс — за столетие мощность почвенного слоя увеличивается не более чем на два сантиметра.
По утверждению классика агрономии — Юстуса Либиха (1803 – 1873) , почва — главное богатство любого государства, основа процветания и благополучия его граждан. Более того — падение и взлет наций этот немецкий ученый связывает именно с отношением к плодородному слою своей земли.
Свойства почвы
Для того, чтобы правильно обрабатывать и использовать почву для выращивания сельскохозяйственных (далее — с.-х.) культур, а также эффективно использовать с.-х. технику с соблюдением природоохранных требований, следует знать, что представляет собой почва, как таковая, ее свойства и характеристики, влияющие на плодородие, т. е. повышение урожайности.
Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки.
Питательные свойства почвы во многом зависят от минералогического состава ее твердой составляющей, т. е. от первичных горных пород, из которых образована почва в данной местности, а также от количества в ней разложившейся органики — останков произраставших ранее растений и погибших животных. Оба эти фактора напрямую связаны с природно-климатическими условиями в регионе.
Основные физические свойства почвы:
— гранулометрический состав;
— скважность (порозность, пористость);
— плотность (объемная масса, или отношение массы образца к его объему);
— влажность.
Кроме основных свойств, почвы имеют дополнительные свойства:
— твердость;
— фрикционные свойства;
— липкость;
— удельное сопротивление почвы.
Гранулометрический состав — относительное содержание в почве первичных элементарных частиц (механических элементов) различного размера, которые подразделяют на фракции: камни (крупнее 3 мм), гравий (1-3 мм), песок (0,05-1 мм), пыль (0,001-0,05 мм), ил (0,0001-0,001 мм) и коллоидные частицы (менее 0,0001 мм). В основе классификации почв по гранулометрическому составу положено условное разделение элементарных почвенных частиц на две основные фракции: физическую глину (размер частиц менее 0,01 мм), и физический песок (размер частиц более 0,01 мм).
В зависимости от содержания физической глины все виды почвы подразделяют на:
— глинистые (содержание физической глины более 50 %);
— суглинистые (содержание физической глины от 20 до 50 %);
— супесчаные (содержание физической глины от 10 до 20 %);
— песчаные (содержание физической глины менее 10%).
Глинистые почвы хороши для питания растений, но очень тяжелы в обработке, особенно во влажном состоянии. Органика в них разлагается медленно. Глинистые почвы называют тяжелыми почвами.
Песчаные почвы бедны элементами питания растений, плохо удерживают влагу, но очень легки в с.-х. обработке, поэтому их и называют легкими почвами. Органика в легких почвах разлагается быстро.
Наиболее удобными для выращивания с.-х. культур считаются суглинистые и супесчаные почвы, поскольку они легки в обработке, содержат достаточно большое количество питательных веществ, неплохо удерживают влагу, т. е. обладают хорошим плодородием.
Еще одно важное качество почвы — структурность.
Различают песчаные бесструктурные почвы, глинистые почвы со сплошной структурой и почвы с агрегатной структурой, т. е. состоящие из почвенных комочков, образованных склеиванием мелких частиц и элементов. Структурные агрегатные почвы (с максимальным содержанием комочков величиной 0,25 — 7 мм) считаются наиболее благоприятными для с.-х. земледелия, поскольку обеспечивают хорошее питание, воздушный и водный режимы растениям.
Скважность почвы (пористость, порозность) – отношение объема пустот в образце почвы к общему объему этого образца и выражается в процентах. Скважность почвы зависит от размеров почвенных частиц, и составляет для песчаных и супесчаных почв — 40-50%, для глинистых и суглинистых почв — 50-60 %, для торфяников — 80-90 %.
Плотность почвы — отношение массы почвенного образца к его объему, причем образец берется без нарушения естественного сложения почвы (без разрыхления, уплотнения и т. п. ).
Плотность почвы напрямую зависит от ее гранулометрического состава и скважности. Чем пористей и рыхлей почва — тем выше ее плодородные свойства и ниже плотность. Обычно плотность различных почв варьирует в пределах от 0,9 до 1,8 г/см 3 .
Для разных видов с.-х. культур существует наиболее оптимальная плотность почв, например:
— зерновые колосовые культуры — 1,1 — 1,3 г/см 3 ;
— картофель и подсолнечник — 1,0 — 1,2 г/см 3 ;
— сахарная свекла — 1,1 — 1,5 г/см 3 и т. д.
Влажность почвы — характеризуется наличием в ее составе воды, как в связанном, так и в свободном состоянии. На технологические свойства почвы (в т. ч. липкость, пластичность) влияет только свободная вода, доступная корням растений. При оптимальном количестве влаги в почве она легко крошится на частицы, и для ее обработки необходим минимум затрат энергии. Такое состояние почвы называют ее физической спелостью.
Влажность почвы оценивают по абсолютной составляющей и относительной составляющей.
Абсолютная влажность — соотношение между сухой составляющей почвы и влагой, содержащейся в ней (в %).
Относительная влажность — соотношение между абсолютной влажностью образца почвы и максимальной влагоемкостью этого образца, т. е. до предела насыщенного водой (в %).
Физическая спелость почвы наступает при абсолютной влажности 15-30 % и относительной влажности — 40-70 %.
Твердость почвы — ее способность сопротивляться смятию. Обычно твердость измеряют специальным прибором — твердомером, имеющим плунжер-конус, вдавливаемый в образец почвы. Полученный отпечаток измеряют и по формулам определяют твердость образца в н/см 2 . Фрикционные свойства почвы — качественная характеристика, выражающаяся в трении почвы о поверхность рабочих органов машин при обработке или внутреннем трении между слоями почвы.
Липкость почвы — способность частиц почвы склеиваться и прилипать к различным предметам, в т. ч. и к рабочим органам машин. Липкость, в основном, зависит от гранулометрического состава почвы и ее влажности, а также материала рабочего органа машины. Повышенная липкость существенно снижает качество обработки почвы и повышает тяговое усилие при обработке, что сказывается на повышении затрат.
Удельное сопротивление почвы — усилие, необходимое для обработки (например, вспашки) единицы площади поперечного сечения пласта. По затрачиваемому усилию почвы подразделяют на тяжелые, среднетяжелые, средние и легкие.
Небольшой видеоролик рассказывает о том, что такое почва, как она образуется и какие типы почвы встречаются в нашей стране. Фильм предназначен для школьников, однако будет интересен и тем, кто изучает основы агрономии.
Важно: для просмотра фильма необходимо, чтобы на вашем компьютере была установлена программа просмотра видеоматериалов из Интернета Adobe Flash Player (если у вас ее нет, можно бесплатно скачать здесь), ну и, конечно же, достаточная скорость.
Источник
Описание главных свойств почвы, от чего зависит и как формируется грунт
Почва – это уникальная субстанция, покрывающая тонким слоем большую часть суши на нашей планете. На разных участках она имеет различные физические и химические свойства, отличается биологической составляющей. Информация о главном свойстве почвы, важнейших физических и химических параметрах пригодится дачникам, фермерам и просто любознательным читателям.
Понятие о почве
Основное качество почвы, важнейшее для Земли — плодородие. Это способность верхнего слоя давать попавшим в нее семенам растений ресурсы для роста и развития. Оно зависит от нескольких факторов и может изменяться под воздействием природных условий или хозяйственной деятельности человека.
Плодородие зависит от соотношения минеральных и органических веществ в верхнем слое грунта, от способности впитывать и удерживать влагу, поглощать кислород. Человек за тысячелетия своего развития научился улучшать состав земли, искусственное формирование плодородного слоя (вспашка, внесение органических и минеральных удобрений) позволило обеспечить людей питанием и дало возможность расселиться на новых участках.
Понятие грунта и почвы различны. Минеральные вещества (песок, глина, скальные породы) — основа грунта на участке. Он может использоваться для строительных, дорожных и других видов работ. Незначительный процент органики делает такую землю неподходящей для возделывания и использования в сельском хозяйстве. Грунтом принято называть землю любого состава, почвой — только плодородную ее часть.
Основное минеральное вещество грунта влияет на плодородность почвы, изменчивость состава земли на участке достигается добавлением к ней смесей песка, торфа, органики.
Систематическое правильное внесение удобрений, организация полива, сезонная перекопка позволяют сделать плодородными участки, на которых ничего не росло, а неграмотное использование пестицидов, нарушения в системе орошения, опустынивание земель ввиду изменения климата делают непригодными для земледелия самые плодородные в прошлом участки.
Механический состав
Важными составляющими почвы являются частицы минералов. Они могут быть различного диаметра, частицы идентичного размера образуют фракцию. Преобладание в образцах грунта определенных частиц позволило разработать классификацию почв. Различают:
Каждая из разновидностей отличается способностью удерживать влагу и тепло, воздухопроницаемостью, степенью сложности возделывания.
Тяжелее всего обрабатываются суглинки и глинистая поверхность. Механический состав земли на участке определяется просто – следует смочить образец грунта и скатать из него «колбаску»:
- Если сделать это не удается – земля на участке песчаная.
- «Колбаска» получается, но быстро рассыпается — это супесчаник.
- При попытке свернуть полученный жгутик в кольцо грунт рассыпается — в наличии суглинок.
- Из земли получается «колбаска», которая без проблем сворачивается в кольцо — почва глинистая.
Песчаник и глинистая разновидность земли нуждаются в значительном внесении удобрений. Песок быстро нагревается и остывает, плохо удерживает влагу. Глина отлично удерживает тепло и воду. Обе разновидности грунта нуждаются во внесении большого количества органики, регулировке полива.
Какими физическими свойствами обладает
Существует несколько важнейших физических характеристик почвы, определяющих ее плодородность.
Скважность
Порозность, скважность или пористость — это количество пустот между механическими частицами почвы и агрегатами. Эти пустоты заполняются воздухом, водой, в них попадают корни растений. 40-60 % скважности являются оптимальными для растений. Показатель определяется лабораторным путем.
Различают капиллярную и некапиллярную скважность. Капиллярная определяет количество пор, заполненных водой, некапиллярная — воздухом. Скважность является уникальным показателем, определяющим водо- и воздухопроницаемость почвы. Он может изменяться в зависимости от влажности грунта.
Гранулометрический состав
Это количество механических элементов в образце абсолютно сухой почвы. Классификация по гранулометрическому составу зависит от соотношения в образце физического песка и физической глины.
Плотность
Это масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Зависит от механического, гранулометрического состава грунта, количества органики. Уменьшается сразу после механического воздействия на землю (перекопка, боронование, рыхление), через некоторое время приобретает статичные значения. Оптимальные значения – от 0,8 до 1.
Влажность
Этот показатель определяет процентное содержание воды относительно массы сухой почвы. Поскольку переувлажнение грунта ведет к гибели культур, показатель очень важен, рекомендуемая влажность для овощей — 60-70 %, кормовых трав — 70-80 %, злаков — до 85 %.
Твердость
Значение показывает способность грунта к сжатию и расклиниванию (сопротивление проникновению в почву механических инструментов). Измеряется твердометром, влияет на всхожесть семян, водные, воздушные и тепловые режимы при возделывании участка, сопротивление при машинной обработке.
Липкость
Определяет возможность частиц грунта слипаться друг с другом и частями машин при обработке. Влияет на качество обработки земли, производительность сельскохозяйственных машин и работающего персонала.
Конечно, при покупке дачного участка обычно ограничиваются визуальным осмотром, характеристиками грунта на территории садового товарищества. Приобретение в аренду или собственность значительных площадей не обходится без заказа почвоведческой экспертизы, при проведении которой учитываются физические, химические и биологические параметры грунта.
Источник