Размер механических элементов почвы

Далее в таблице представлена классификация почв по гранулометрическому составу (Н.А. Качинский)

Классификация почв по гранулометрическому составу

Чем больше физической глины в твердой фазе почв, тем тяжелее их обрабатывать, поэтому в агрономии различают тяжелые и легкие почвы.

Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке, поэтому издавна их называют легкими, характеризуются хорошей водопроницаемостью и благоприятным воздушным режимом, быстро прогреваются, но также быстро остывают и имеют низкую влагоемкость. Поэтому на песчаных и супесчаных почвах даже во влажных районах растения страдают от недостатка влаги. Легкие почвы бедны гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной поглотительной способностью, подвергаются ветровой эрозии. Физико-механические свойства, например, пластичность, липкость, набухаемость, сопротивление при обработке на легких почвах отличаются от тяжелых, а от этого зависят сроки проведения полевых работ, нормы выработка, расход горючего и т.д.

Суглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой связностью и влагоемкостью, хорошо обеспечены питательными веществами и гумусом по сравнению с песчаными почвами. Запасы влаги и питательных веществ в этих почвах способны обеспечить хорошие урожаи сельскохозяйственных культур, особенно на тяжелосуглинистых и глинистых почвах, которые обладают выраженной структурой и содержат достаточное количество водопрочных агрегатов. Однако, обработка этих почв требует больших энергетических затрат, поэтому их принято называть тяжелыми. Тяжелые почвы подвергаются водной эрозии в большой степени, нежели ветровой. При нерациональном использовании эти почвы могут терять свою структуру. Тяжелые бесструктурные почвы обладают характерными свойствами глинистых частиц, с чем связаны неблагоприятные физические и физико-механические свойства. В зависимости от влажности глина резко меняет свои свойства: она тверда в сухом состоянии, при избытке воды – текуча, а при умеренном содержании воды – пластична. В связи с этим бесструктурные глинистые почвы имеют слабую водопроницаемость, легко заплывают, образуют корку, отличаются большой плотностью, липкостью, вязкостью, часто неблагоприятным воздушным и тепловым режимами.

Различают несколько методов гранулометрического анализа почвы: полевые и лабораторные (ситовый анализ, гранулометрический анализ почвы в воде).

&#171Сухой&#187 метод легко используется в полевых условиях. Зерно почвы, величиною с зерно гречихи, испытывают на ощупь между пальцами. Раздавливают ногтем на ладони и втирают в кожу. Чем зерно более угловато, жестко, прочно и чем большая часть его после полного раздавливания втирается в кожу, тем почва тяжелее по гранулометрическому составу.

&#171Мокрый&#187 метод используется как в поле, так и в лаборатории. Почву смачивают и разминают между пальцами до такого состояния, чтобы не ощущались ее структурные зерна, до консистенции теста. Хорошо размятая почва раскатывается на ладони «ребром» второй кисти руки в шнур и сворачивается в колечко. Толщина шнура около 3 мм, диаметр кольца — около 3 см. (таблица)

Источник

1. Механические элементы почвы и их классификация, Минералогический и химический состав, физические свойства механических фракций

Главная > Документ

1). Механические элементы почвы и их классификация, Минералогический и химический состав, физические свойства механических фракций.

Механические элементы – твёрдые частицы, склеенные между собой в почвенные агрегаты. Твёрдая фаза — это всегда смесь частиц разного размера, эти частицы характеризуются химической прочностью связи. Между составными компонентами гранулами или частицами не разрушаются при механическом и химическом воздействии. Все элементы в элементарной почвенной частице находятся в химическом взаимодействии в микро и макро агрегатах. Элементарные почвенные частицы склеиваются органическим веществом и самыми тонкими коллоидами. Существует классификация элементарных почвенных частиц (Самая распространенная: классификация Качинского).Он ввёл понятие «Фракция»-совокупность частиц, объединенных по своим размерам, минеральному составу и свойствам в 1 грамме. Основные существующие фракции ЭЧП: более 1 мм. (скелет почвы:1-3гравий а больше:камни); менее 1 мм.(Мелкозём): Песок(1-0.5 крупный;0,5-0,1средний;0,1мелкий); Пыль(0,05-0,01 крупная;0,01-0,005средняя;0,005-0,001мелкая);Ил(0,005-0,001грубый;0.0001тонкий);0.0001-Коллоиды. В мелкозёме выделяют 2 большие группы: Физический песок (все фракции песка+крупная пыль) и Физическую глину(всё остальное).Физические свойства фракций почвенных частиц :Камни-обломки горных пород(щебень,гранит): водопроницаемость провальная. элементы питания содержит в труднодоступной форме. Гравий-обломки горных пород водопроницаемость –провальная подъёмная сила -нет. Влагоёмкость менее 1%. Элементы питания содержит в труднодоступной форме. Песок — обломки первичных минералов среди которых кварц, полевые шпаты. подъёмная сила .мало элементов питания. Пыль крупная(лессовидная ):по минеральному составу близка к песчаной фракции, влагоёмкость , влагоподъёмность ,водопрницаемость, неспособны образовывать почвенные агрегаты при  собственном содержании т.к. образует бесструктурную «кашу».При высыхании которой образуется корка. Пыль средняя и мелкая:кол-во кварца, полевых шпатов. Присутствует гумус и первичные минералы, следовательно содержит  питательных элементов. Ил: содержит мало первичных минералов, состоит из главных вторичных, в остальном, это гумус. водопроницаемость , влагоёмкость=70%(очень высокая ), водподъёмность , вокруг себя образует плёнку. Очень редко присутствует в почве единой массой.

2).Гранулометрический состав (ГС) почвообразующих пород и почв. Классификация почвообразующих пород и почв по ГМС.

Гранулометрический состав -это содержание почвы во фракциях элементарных почвенных частиц. Выражается в виде массового % фракции, частицы разнообразного размера. Для определения названия по гранулометрическому составу выполняется механическому анализу почвы, т.е разделяют твёрдую фазу мелкозёма на фракции. Для этого используют специальные меры анализа. Сам. простой способ- в полевых условиях (на ощупь ):растирают почву между пальцами, скатывают в жгутик и в кольцо. Качинский предложил основную классификацию на основе процентного соотношения 2 фракций (физического песка и глины), например: Подзолистые:пес=0-10(песчаная); 20-30(лёгко суглинистая );30-40(средне суглинистая);40-50(тяжело суглинистая ),далее — глина. В названии почвы всегда указывается тип почвы, по которому оценивается почва. Горизонт так же меняется, гранулометрический состав по Качинскому учитывает тип почвообразования. В чернозёмах с  гумусом свойства проявляются при более высоком содержании физической глины (60%), чем в подзолистом (примерно 50).А в солончаках при меньшем содержании физической глины (40) содержатся илистые частицы, содержащие Nа, они влияют на  кол-во влаги, и следовательно свойства глины проявляются в солончаках при значении, более низком содержании физической глины чем в подзолистых и чернозёмах. Допустимо название с учётом 2-х преобладающих фракций, которые указываются на последнем месте (Чернозём среднесуглинистый-крупнопылеватый-илистый). Порода, из которой и на которой образуется почва называется почвообразующей. Это важная функция почвообразования, т.к. почва наследует признаки материнской породы. Наследуемые свойства: 1. гранулометрический состав. От него зав-т водпроницаемость, влагоёмкость и пористость. В почве эти свойства обуславливают водный, воздушный и тепловой режим. 2. Минеральный состав.3. Химический состав. На карбонатных породах образуется почва более плодородная. Содержание почвенных частиц различной величины определяется различными методами гранулометрического состав. В результате этого выделяются частицы определённого размера, так называемы гранулометрические фракции. При этом, они отличаются минеральным составом и некоторыми свойствами. Согласно Качинскому (1957),выделяются следующие группы частиц:камни(>3мм);гравий(1-3мм);пес(1-0,25мм);пыль(0,001-0,25мм);ил( 10мм. состоят почти исключительно из обломков пород. Частицы величиной от 10-3мм – обломков пород и отдельных почвообразующих миниеролов частицы величиной 3-0,25мм-исключительно почвообразующие минералы, причем с большим % кварца. Частицы 0,25-0,01мм состоят почти полностью из чистого кварца. Частицы 0,005мм. практически нет. В природных условиях почвенные частицы находятся не в разъединённом состоянии, а собраны в агрегаты. Существует много методов определения гранулометрического состава, от предельно простых полевых приемов(на ощупь)для отношения почвы к глинистой, суглинистой, супеси, песка ;до сложных методов с использованием специальной аппаратуры. Для разделения песка и более крупных частиц используются сита с различными величинами отверстий. Для разделения пылеватых и илистых частиц проводится разделение седиментальным анализом. Он основан на обособлении частиц вследствие неодинаковой скорости осаждения (седиментации) в воде в зависимости от величины и массы.

3).Методы определения гранулометрического состава почв. Принцип метода Н.А.Качинского и его модификации.

Задача гранулометрическгого анализа -установить содержание фракции элементарной почвенной частицы и дать название почве по гранулометрическому составу. Гранулометрический анализ состоит из 2-х этапов:I- разделение микроагрегатов до элементарных почвенных частиц (дисперизация). II-Определение содержаниия отдедльных фракций. Для разделения используются химические и механические воздействия на почву. Для этого используется раствор (4%) Na4P2O7,который разрушает основное клеящее вещество (в почве это ионы Ca; Mg; оксиды Fe и Al. +гумус),скрепляющие ЭЧП в микроагрегаты. Ионы Na выталкивают из склеенных коллоидов ионы Ca, при этом происходит разделение элемтарных почвенных частиц. Анион P2O7 образует плёнку, которая препятствует склеиванию частиц агрегатов. Анализируемый образец увлажняют до состояния пасты, затем пасту аккуратно растирают в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником и кипятят. Всё направлено на разрушение частиц. На 2-м этапе выделяются отделяют фракции из элементов, по методу Качинского, основанным на различной скорости падения частиц механических элементов в жидкости. Движение частиц в жидкости основано на их диаметре и массе; частицы с диметром и массой опускаются на дно сосуда, после взбучивания суспензии, с  скоростью, чем частицы с диаметром и массой, следовательно через разные промежутки времени на одной и той же высоте в литровом сосуде будут разные частицы, которые отбираются пипеткой и подсчитываются. Используется закон Стикса:v=2/g*r^2g*(dn-dH3O)/n; где g-ускорение свободного падения, dn-плотность почвы;dH3O-плотность воды; n-вязкость воды. Используя закономерность можно установить время через которое частица определенного диаметра окажется в субстрате после взбучивания. Объём пипитки=25мл. Субстрат помещают в фарфоровую чашку, чашку ставят на водяную баню, где происходит высыхание и остаётся осадок, который содержит частицы механических элементов. На аналитических весах определяют массу осадка и рассчитывают процентное содержание. При гранулометрическом анализе методом пипетирования отбирают несколько проб чероз определённое время, это время может быть от минуты до суток. Отбор ведётся с глубины 10-7 см. Интенсивность отбора после взвешивания и глубина определяются с помощью таблицы. Плотность определяется ореометром.

4).Влияние ГМС материнских пород на почвообразование, агрономические свойства почвы, их режимы и плодородие. «Тяжёлые» и «лёгкие» почвы.

Механический(гранулометрический) состав оказывает влияние на ряд важных свойств почвы: пористоть водопроницаемость, высоту капиллярного поднятия, водопоглощение, водный, воздушный и тепой режим почвы, усадку и набух.«Тяжёлые»-тяжело поддаются обработке(требуется много усилий и затрат энергии). Согласно классификации Качинского, содержат в своём составе больше физической глины, чем физического песка. В сухом состоянии плотные; твёрдые, во влажном – вязкие и липкие. К ним относят глины и суглинки.В то же время эти почвы способны накапливать гум.(особенно чернозёмы), поэтому могут быть структурными и обеспечены важными свойствами. Тяжёлые почвы содержат влаги, медленно прогреваются зимой обладают водопрочностью. «Лёгкие»- Согласно классификации Качинского, содержат в своём составе больше физического песка чем физической глины. К ним относят пески и супеси :требуют  затарт, обладают водёмкостью и элементами питания, легко прогреваются, отзываются на удобрения(«Благодарные»), устойчивы к химическому воздействию, легче изменяют pH. Некоторые с/х культуры требуют определённого гранулометрического состава. Последний определяет их использование в с/х.

5).Диагностика элементарных почвообразовательных процессов по результатам гранулометрического состава почвы.

В результате почвообразования происходит изменение состава и свойств исходной почвообразующей породы, в т.ч. изменяется гранулометрический состав почвообразующей породы. Это происходит в том случае, если в процессе образования почвы минералы разрушаются. В первую очередь это фиксируется по созданию самых мелких фракций элементарных частиц, т.к. эти частицы имеют самую поверхность на единицу массы или объема почвы. Илистая фракция в почвенном горизонте с интенсивным развитием минералов значительно по сравнению с почвообразующими породами. Минимум ила (2%) содержится в подзолистом горизонте. Илистые частицы в подзолистом горизонте развиваются в результате подзолистого процесса (действии минеральных и органических кислот лишайников, грибов, мхов, разлагающих остатки хвойных пород деревьев).Такое же явление происходить и в солончаках, но разлагающим веществом являются не кислоты а щелочи. В серых лесных почвах происходит механическое перемещение ила вместе с потоками воды, этот процесс называется «лессиваж» (проиливание). Происходит перемещение ила вместе в водой в горизонт вмывания(иллювиальный горизонт), в нём содержание ила>чем в горизонте вымывания (элювиальный горизонт).В чернозёмах размытие минеральной массы не происходит, т.к. pH=6,5-7. В следующем горизонте ил составляет 28%.Однородность ГМС по профилю почвы — один из признаков образования чернозёмов. Почвообразовательные процессы характеризуются по соотношению физической глины. Существует оценочная шкала дифференцированию профиля: слабо диффернцированая -(0,2);средне-(1,5-2);сильно-(2-3). Для серых лесных существует понятие очень сильно диф-ой(>3). Дифференциация происходит по содержанию ила, и зависит от количества осадков и территории, на которой формируется. По результатам гранулометрического анализа всей почвы можно сделать вывод о генезисе (происхождении) почвы и о её свойствах. При крупномасштабном обследовании почвы выделяются ареалы почвы с учётом разнообразий по гранулометрическому составу, даётся название. В с/х производстве учитываются её свойства. При землеустройстве поля формируются из пахотных угодий одинакового гранулометрического состава, не допускается в одном севообороте наличие различных гранулометрических составов, т.к. просходит асинхронизация в сроках посадки; норме удобраний; известковании.

6).Учёт гранулометрического состава почвы при проведении почвенного обследования территории и в сельскохозяйственном производстве.

Выделяются ареалы почвы с учётом разницей почвы по гранулометрическому составу, даётся название(по поверхностному профилю).В с/х производстве учитывается разнообразие свойств. При землеустройстве поля формируются из пахотных угодий одинакового гранулометрического состава, не допускается в одном севообороте наличие различных гранулометрических составов, т.к. просходит асинхронизация в сроках посадки; норме удобраний; известковании.

7).Приёмы коренного улучшения бесструктурных песчаных и глинистых почв.

В практике с/х, при ведении хозяйства и создании искусственных почв (конструктозёмы) используют изменения гранулометрического состава. Для улучшения структуры и основных характеристик песчаных почв в них следует регулярно вносить уплотняющие и связывающие компоненты, такие, как торф, илистые образования, глиняная и буровая мука для заполнения пор между песчаными частицами и компост с перегноем в больших количествах для создания благоприятной биологической среды обитания почвенной флоры и фауны(особенно дождевых червей). Что касается удобрений, то, учитывая такой недостаток песчаных почв, как быстрое вымывание питательных веществ проходящей сквозь почвенный слой водой, вносить следует минеральные удобрения быстрого действия и делать это небольшими дозами и достаточно часто. Основное мероприятие по улучшению качества глинистых почв — придание им более рыхлой комковатой структуры путем регулярного внесения облегчающих и разрыхляющих компонентов, таких, как крупнозернистый песок, торф, зола, известь, а для создания благоприятной питательной и биологической среды — компост и навоз. Внесение песка или пескование глинистых почв из расчета 30—40 кг/м2 значительно снижает влагоёмкость глинистых почв, что способствует повышению теплопроводности. После пескования глинистые почвы быстрее просыхают, прогреваются и приобретают состояние готовности к обработке. Глинистые почвы богаты минеральными веществами.

8). Химический состав почвообразующих пород и почв.

В основной состав почвы входят следующие элементы (в%):O2(содержание преимущественно в органическом веществе-55);Si(значительное количество в кварце)-20;C(в гумусе, органические останки)-2; H( много в гумусе)-5;N(в основном в гумусе) -0,1;P-0,08;S(в гумусе)-0,04;Fe-2;Ca-2;Mg-0,6;K-1;Na-1. При возделывании c/х культур необходимо знать в каких соединениях они присутствуют, содержатся ли они в достаточной для растений форме. Агрохимический состав почвы очень разнообразен. Он зависит от естественного плодородия почвы, т. е. от зоны, в которой находится данная почва. В нашей стране выделяют 5 основных почвенно-климатических зон, в которых разделяются следующие типы почв: подзолистые и древесно-подзолистые, чернозёмы, каштановые, серозёмы, почвы влажных субтропиков (краснозёмы и желтозёмы). Выделяется разнообразные болотные почвы, горные почвы. Все они не одинаковы по плодородию. Общее содержание основных элементов N,P,K в пахотном слое древесно-подзолистых почв в среднем составляет (в%):N-0,04 — 0,13,P-0,02-0,15,K-0,5-2,5, а в низинных торфах с травянистой растительностью количесво N в 10 раз, Pb 2-5 раз, а K. Резко отличается содержанке N,P,K в почве с разным механическим составом : в глинистых почвах,N, чем в легкосуглинистых. Это разнообразие  под влиянием естественной растительности. Под хвойным лесом почвы бедны N, а в лиственном лесу, наоборот, содержание N, особенно если в них растёт ольха, на корнях которой образуются клубеньковые бактерии, фиксирующие N. Почвы смешанных лесов имеют общий запас N в слоях 30 и 50 см. В почвах болотного типа с торфом, кол-во N во много раз  чем в других. Общий запас питательных веществ в почве достаточно .Еще больше запаса питательных веществ содержится в корне содержащем cлое. Необходимо иметь в виду, что корневая система овощных культур, например томатов, распространяется глубже 30-см слоя. Получить хороший урожай только за счет естественных запасов почвы, не пополняя их за счет удобрений, практически невозможно, тем более на вновь осваиваемых землях. Это объясняется тем, что основная масса питательных веществ почвы находится в форме, запасов, недоступных для использования растениями. Легкодоступных питательных веществ меньше, чем их общий запас. В почве идут непрерывные физико-химические и биологические процессы перевода ряда питательных веществ в недоступные или малодоступные формы, идет вымывание питательных веществ водами, и при поливах происходит улетучивание N за счёт денитрификации и т. д. N содержится преимущественно в органической части, K — в минеральной, а P-и в органической и в минеральной частях. Органические соединения почвы доступны растениям в очень малых количествах, для их использования на урожай они долго предварительно подвергаются минерализации, т. е. разложению до солей или др.форм, доступных растению. Растениям доступны только те элементы, которые находятся в формах водородных соединений или в форме соединений, растворимых в кислотах. К тяжелорастворимым минералам и солям относятся различные соединения Si, Al, фосфорно-кислое Fe, фосфорит, углекислый кальций и Mg и др. Органическое вещество и минеральная часть почвы тесно взаимодействуют между собой и отдельно рассматривать органическую и минеральную часть невозможно. органическое вещество так же относится и к живой фазе почвы, а также мезо и микро фауна. Это совокупность живой биомассы и органических остатков растений, микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности и специального новообразования от органического вещества, называемого гумусом. Основная часть органического вещества: гум.(85%)-комплекс содержащий: Растительные останки (10%), Почвенную флору и фауну(5). Живая фаза так же неоднородна и в среднем в почве 40%бактерй и актиномицетов, 40-грибов и водоросли(20), дождевые черви(12), мезофауна (насекомые), макрофауна (крысы, мыши)-5.Понятие гумуса – аморфная масса темного цвета которая равномерно покрывает верхний слой почвы; так же: -это ком-с сложных, -молекулярных, N-содержащих органических соединений ;в основном кислых продуктов, которые образуются в результате биохимических процессов с участием микроорганизмов в основном из растительных остатков, поступающих в почву. Этот комплекс органических веществ находится в тесном взаимодействии с частями почвы. В лесу, на поверхности почвы разнообразые остатки образуют опад (лесная подстилка) почти утративший своё строение. Мощность 15-20см. В степи на поверхности почвы образуется тёплый «войлок»(из стеблей растений),Мощность 1-2см. На лугах, в тайге под растительностью на10-15-20см.образуется дернина. В Дерново-подзолистых. образуется очёс (сфагнум). Специфическая часть органического вещества: -гумус, гуминовые кислоты. Неспецефическая часть: промежуточные продукты распада остатков, которые постепенно превращаются в гумус. Гумус находится и в лесной подстилке, торфе, дернине, компостах. Содержится и в угле. Содержание в почве изменяется в широком интервале:1-2%(гумус горизонта Древесно-подзолистых песчаных )до12(типичные чернозёмы). Содержание органического вещества в тоже меняется (гумус около 30%). Гумус- основная часть орг.вещ.

2). Источники поступления органических остатков в почву и процессы их превращения.

Источниками органических веществ являются: все элементы биоценоза, которые попадают в почву или на её поверхность в виде отмерших живых организмов и минеральной части почвы. Это корни растений и древесных пород. Различают надземные и подземные источники. Под пологом леса резко преобладают надземные компоненты (в3-4р.),а в травянистых растительных сообществах преобладают подземные. Остатки животных и микроорганизмов по своей массе ежегодного поступления значительно уступают органическим остаткам, но активность микроорганизмов за счёт ферментов, которые они выделяют в процессе жизнедеятельности очень , поэтому их роль в обработке растительных останков является преобладающей. Почвенные животные также преобразуют небольшое количество органических останков. Их роль заключается в измельчении органических остатков, обогащении ферментами(пищеварение), перемешивании, перемещению по профилю почвы. Источники органических веществ различаются по природным зонам, по количественному и качественному состоянию поэтому и почвы различных природных зон сильно различаются по содержанию, составу и запасу органического вещества. Пример: Тундра — запасы фитомассы составляют 150-25г/м 2 ; подземная часть поступления >надземной в 3-4р. Биомасса других организмов 10-15г/м 2 ; Биомасса других животных:1-3 г/м 2 ;гум.8%.В таёжно-лесной зоне запасы фитомассы хвойного леса достигают 25-40 кг/м 2 ;корнавая масса 2 . В степной зоне запас фитомассы значительно меньше. Это травянистая растительность до 2,5кг/м 2 . Подземное поступление > надземного в 3-6 р. Содержание микроорганизмов =15-20г/м 2 (меньше чем в лесных серых). биомасса животных =12г/м 2 . В пустынной зоне запас фито массы резко  и подземная масса 3).Общая схема гумусообразовония(современные представления).

Это сложный биологический процесс, с участием микроорганизмов. В процессе разрушения растительные останки теряют анатомическое строение, а содержащиеся в их составе соединения превращаются в более простые вещества (аминокислоты, альдегиды, фенолы).Эти соединения называются «промежуточными продуктами». Они могут всасываться в почву или быть полностью минерализованы. Промежуточные продукты используются микроорганизмами как источник питания. Образования высоко молекулярных веществ гумусовых кислот называется гумификацией. В результате этого процесса образуется новый класс органических соединений. Гумусовые кислоты преобразуются в результате химических реакций поликонденсации. Процесс происходит при участии ферментов окислительно-восстановительных реакций микроорганизмов. На последнем этапе гумификации образуются новые высоко молекулярные вещества из молекул разных органических соединений (дубильные вещества; воска; смолы)с образованием побочных продуктов. Основным типом образования гумусовых кислот является взаимодействие полифенолов с аминокислотами. Окисление фенола ферментами приводит к образованию химических групп. Также возможна полимеризация(побочные продукты не образуются), так же с участием ферментов микроорганизмов. В микробиологии гумус образуется после разложения тел микроорганизмов. Все эти процессы протекают одновременно. Отличительная особенность гумусовых кислот – резкое изменениие соотношения C и N. После образования гумусовые кислоты взаимодействуют с минеральными частями почвы. Гумусовые кислоты взаимодействуют с катионами Ca; Fe; Mg. Они образуют мало растворимые минеральные соли, закрепляются в почве. И часть гумусовых кислот взаимодействует с K; Na; NH5 и др.(в т.ч. солями тяж.Ме). Часть этих продуктов вымывается из почвы. Таким образом процесс почвообразования сопровождается появление специфических органических веществ в почве, которые взаимодействуют с минеральной частью почвы, равномерно прокрывая верхний её слой. Частицы могут перемещаться по наклонному профилю и образовывать гумусовый профиль. Таким горизонтом считается тот профиль, в котором гумус составляет 1% от всего профиля. Наиболее гумифицированы луговые травянистые сообщества клевера, люцерны. Микробиологическая активность зависит от рH, влажности, t 0 . При оченьактивности м/о происходит слишком быстрая гумификация растительных останков и гумус теряется. При  микробиологической активности (болота) образуется недостаточно много гумуса. Оптимальные условия характеризуются чередованием активной и пассивной фазы микробиологического воздействия. Микробиологическая активность определяется t 0 -ми условиями и влагой.

4).Влияние условий почвообразования на характер и скорость гумусообразования.

Наиболее гумифицированы луговые травянистые сообщества клевера, люцерны. Микробиологическая активность зависит от рH, влажности, t 0 . При оченьактивности м/о происходит слишком быстрая гумификация растительных останков и гумус теряется. При  микробиологической активности (болота) образуется недостаточно много гумуса. Оптимальные условия характеризуются чередованием активной и пассивной фазы микробиологического воздействия. Микробиологическая активность определяется t 0 -ми условиями и влагой. В условиях промывного режима таёжной зоны, часть веществ вымывается. Чернозёмы образуются при ином режиме. Дегумификация (преобладание вымывания над поступлением) наблюдается в сосновых борах : гумус накапливается в тяжёлых по гранулометрическому составу слоях. В легкосуглинистых и легкопесчанных почвах гумус составляет 1-12%. Тяжёлые почвы в составе которых содержится марионит, обладающий очень  поглотительной способностью, содержится в Дерново-бурых почвах. В кислых почвах наблюдается недостаток микроорганизмов (зато много грибов), следовательно в них образуется мало гумуса. Актиномицеты предпочитают нейтральное значение pH(чернозёмы, каштановые, дерново-карбонатные ).Щелочные почва так же не благородна(сололнцы). В ней  количество гидроксильных групп и солей Na. Самая распространенная Na2CO3. Na способствует вымыванию гумуса, а ионы Mg и Ca(особенно Са) закрепляет гумусовые кислоты на месте их образования, это определяет качество гумуса в чернозёмах. Все эти факторы определяют разное содержание гумуса в почвах, их дейстие происходит одновременно, они не взаимозаменяемы. Так же важно как распределяется растительные останки.

5).Гумус как динамическая система органических веществ почвы (специфическая и не специфическая части гумуса)

Гумус состоит из 2-х частей: спец.(состав её отличается от состава растительных остатков: гуминовые и фульвокислоты; их соли; нерастворимый гумин),и неспецифической (промежуточные продукты распада органического вещества)-всё это уже утратившие строение растительные останки в почве постоянно проходит процесс образования гумуса, и его минерализация, одна часть переходит в др, либо происходит полная минерализация. При очень сильном действии кислот на глину минералы образуют очень прочные малоподвижные соединения, которые называются гумин. Для образования солей- бульватов, фульватов почва должна содержать Fe. Гуминовые кислоты, взаимодействуя с Na создают солонцы.

6).Свойства гумусовых кислот (гуминовые, фульвокислоты),их взаимодействие с минеральной частью почвы. Активный и пассивный гумус.

Г/к – сложные комплекс высокомолекулярных, N-содержащих органических кислот. Делятся на 2вида:гуминовые кислоты(кислоты, хорошо растворимые в щелочах и нерастворимые в кислотах) и фульвокислоты (растворяются в кислоте и воде). При выделении гумусовых кислот из почвы происходит осаждение катион Ca и Mg, или H(минеральные кислоты). Имеют тёмно-коричневый цвет, порошок-серого .Ввиду малорастворимости в воде скрепляют между собой другие почвенные коллоиды и пылеватые частицы, при соединении с Ca образуют очень прочный почвенный клей, они формируют структуру в чернзёмах, Дерново-карбонатных, Дерново-подзолистых почвах. Содержат: 50-62%-C;2.8-6.6-H;31-40-O2;2-6%-N.Кроме этого в них входят зольные элементы (P;Ca;Mg;Al;Fe;NH5). Гуминовые кислоты- это полидисперсные соединения, их молярная масса изменяется от нескольких сотен единиц до нескольких сотен тысяч. В формуле выделяют 3 компонента: ядро, боковые цепи, функциональные группы. Такое строение обспечивает  реакционную способность, они набухают при увлажнении, и могут поглощать молекулы пестицидов; атмосферных газов; катионы минеральных солей. Фульвокислоты, которые остаются в растворе после осаждения гуминовых кислот обладают подвижностью. Осадок имеет бурый цвет. Так же высокомолеулярны, состоят из ядра, боковой цепи, но содержат 1,5(гум.).Последнее соотношение характерно для чернозёмов, предпоследнее для-Лесных серых; Дерново-подзолистых; Подзолистых. Таким образом кислоты разрушают(ф/к) минеральную часть или образуют(г/к)с минеральными частями гумин (нераст.осадок), его соотношение так же характеризует групповой состав гумуса. Компост (разлагающийся гумус), иногда называют эффективным или активным гумусом, происходит из сахаров, крахмалов и протеинов и состоит из простых органических кислот. Стабильный или пассивный гумус состоит из гуминовых кислот, он настолько не подвержен разложению (т.к. плотно связан с глинистыми частями почвы, в результате чего, становясь непроницаемым для микроорганизмов), что на распад его требуется много времени. Пассивный гумус добавляет в почву мало питательных веществ, но играет ведущую роль в улучшении структуры. Такой гумус может быть законсервирован сотни лет, происходит из древовивдных растений.

7).Показатели гумусного состояния почв (по Д.С.Орлову,Л.А.Гришиной)

Гумусное состояние: совокупность показателей, по которым оценивается его кол-во и качество в почве. Важными показателями являются: содержание запасов на 0-20/0-100 см.;Тип гумуса(соотношение гумусовых кислот);соотношение C и N; и др. Только комплексная оценка объективно характеризует почву. По содержанию: очень мало: 10,измеряется в т/га.=%*dv(г/см 3 )*h. Затем определяется отношение запасв в (т/га) на 20см и на100см. слое(0-20слой/0-100слой): 200/>600(очень много).

8).Дегумификация почв (причины, оптимизация гумусового режима почв).

Это процесс, ухудшающий почву, процесс изменяющий коллоидный и качественных состав гумуса(при ненадлежащем с/х).В результате быстрой минерализации и в результате эрозии и дефляции. Уменьшается мощность гумусного горизонта или он разрушается полностью. Разрушение част происходит со скоростью  чем в 2раза за 60-70лет.

9). Содержание и состав гумуса основных типов почв Российской Федерации (подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, чернозёмы и др.). Гумусное состояние дерново-подзолистых, серых лесных почв и чернозёмов.

Погл-ая сп-ть и сос. обм-х кат. зав-т от факторов:-ГМС(чем тяж,темЕКОиS);от сос.мин.и сос.кол-ов(чемкол.кол.,гл.мин.,темеё погл.сп-ть;сод.гум.в п.,(чемгум.,темЕКОиS).Эти св-ва опр-т сос.п/о пор.ЕКО,S,ст. нас-ия п.-опр-т п/о.В Дп раз-ся кол-ды,гум.мало=>погл.сп.в верх.гор.чем в ср.ч.В Чз нет так.разр-ия мин.и кол.Гум.=>погл.сп..Для оц.ЕКО сущ.шкала,кот.охв-т все типы п.:оч.ЕКО(0-5),(5-10),умер.(10-15),сред.(15-25),умер.(25-30),(35-45),оч.(45)мг-экв/100г..Степ.нас-ия п.осн-ми(V):оч.( 90).Подз.пес.п.им-тЕКО=3-5мг-экв/100г,Дп средн-сугл.=10-20,Дп гл.=12-25.Vподз. 15%);V=100%.Сол.:ЕКО=25-35,кат.:Ca,Mg,Na(>15%),V=100%.Пот.ур-нь плод-ия,кот.опр-ся пок-ми Ф-Х св-в раз-ся по кач.зонам и типами п.Эти пок-ли яв-ся важ.при оц.агр/х.св-в п.(бонтировке).Они не мен.со вр-м,но яв-ся регул-ми.Глинов-ие пес.п.-один из в. изм.ГС п., мин.кол.иЕКО. Vкисл.п.осущ.изв-м,кат.H и Al ->Ca.При изв.сол.Na->Ca.

10).Роль гумуса в почвообразовании и плодородии почв.

Гумусовые вещества, образующиеся в почве, активно участвуют в процессах почвообразования. Гумус играет главную роль в формировании профиля почвы. В благоприятных для роста растений условиях формируется хорошо выраженный темноокрашенный гумусовый горизонт. Гумус склеивает почвенные частицы в агрегаты (комочки), способствуя созданию агрономически ценной структуры и благоприятных для жизни растений физических свойств почвы. В гумусе содержатся основные элементы питания растений (N, Р, К, S, Са, Mg) и различные микроэлементы. Эти элементы в процессе постепенной минерализации гумусовых веществ становятся доступными для растений.Гумусовые вещества почвы служат пищей для гетеротрофных почвенных микроорганизмов. От содержания гумуса в почве зависит интенсивность биологических и биохимических процессов, обусловливающих накопление питательных веществ, необходимых растениям.Почвенный гумус придает почве темную окраску и способствует поглощению солнечной энергии. Богатые гумусом почвы более теплые, в них создаются благоприятные условия для роста и развития культурных растений, а также для почвенных микроорганизмов.Почвы с низким содержанием гумуса отличаются бесструктурностью, плохими водными, воздушными и тепловыми свойствами.Почвы, богатые гумусом, характеризуются большей поглотительной способностью, лучшими водными и физическими свойствами. В этом отношении особая роль принадлежит гуминовым кислотам, которые образуют с катионами кальция и магния устойчивые соединения, предохраняют эти элементы от вымывания.

11).Пути регулирования содержания и состава гумуса в почвах.

При использовании почвы в земледелии человек отчуждает и часть органического вещества вместе с урожаем. Остаётся другая часть органического вещества, которая создаётся в процессе фотосинтеза в виде растительного и пожнильного остатка или в виде других остатков. Эта часть не может компенсировать потери гумуса в процессе ежегодной минерализации, которая происходит постоянно. Выращивание растений без компенсации приводит к обеднению гумуса(дегумификции). Часть гумуса теряется в процессе выветривания и водоной эрозии. Возможно полное разрушение гумусного слоя. Часть гумуса теряется с грунтовыми водами. Существует несколько способ компенсации: -Внесение органических удобрений (торф, навоз, компост, озёрный ил);-Использование в севообороте многолетних трав, которые выращиваются в течении 2-3лет;-Известкрование и гипсование; -Защита почвы от эрозии (уменьшение наклона склона);Замена вспашки на другие виды обработки (плоскорезы и безотвалы);-Внедрение и соблюдение севооборотов, посменность в выращивании. Все меры должны проводиться в комплексе.

12).Бездефицитный и положительный баланс гумуса в почвах. Оптимальное содержание гумуса в пахотных дерново-подзолистых почвах.

Существует приходная и расходная части баланса, они существуют следующим образом :Б=(Вк+Э+а+Э+в)-(Мин+Э-а+Э-в+Инф),где Вк-включения органичеких соединений; Эа-поступление органическгог вещества ветром; Эв-поступление органических соединений с водой; Мин-минерализция; Инф-инфильтрация (потери из-за грунтовых вод);Э-а-ветровая эрозия ;Эв-потери из-за водной эрозии. Когда приходная часть=расходной, то баланс называют «бездефецитным», когда П>Р,«положительным». Для поддержания бездецитного баланса необходимо поддерживать такое ведение севообората, и приёмы, что бы ежегодно на 1га пашни поступало 10-12 тонн органического вещества. Оптимальное содержание гумуса дляДерново-подзолисых:лёг=1,5%-2;тяж=2,2-2,5%. К основным мероприятиям, способствующим накоплению гумуса в почве, относят: внесение навоза, компостов на торфяной основе, применение зеленого удобрения (люпин, сераделла). Сохранению и накоплению гумусовых веществ в почве способствуют также мероприятия по предотвращению водной и ветровой эрозии почв, возделывание многолетних трав, использование пожнивных остатков. При правильной системе земледелия идет накопление или сохранение запасов гумуса. Установлено, что для поддержания положительного гумусового баланса следует ежегодно вносить органические удобрения: на дерново-подзолистых почвах 30. 40 т/га, на черноземных почвах 10. 12 т/га.

Потеря почвенного плодородия чаще всего связана с уменьшением запасов гумуса. Дело в том, что гумус не только накапливается, но и разлагается. При низкой культуре земледелия процессы разложения, дегумификации преобладают над процессами накопления гумуса, в результате гумусовый баланс становится отрицательным. При частом рыхлении пахотного слоя почвы увеличиваются аэрация и интенсивность микробиологического разрушения гумуса. При систематическом применении органических удобрений даже на наиболее бедных подзолистых почвах постепенно возрастают запасы гумуса и устанавливается положительный гумусовый баланс.

Уровень ОВП отражает преобладание процессов окисления или восстановления; выражается в милливольтах (мВ) и измеряется потенциометрически при помощи электрода, погруженного во влажную почву. В почвах одновременно функционирует много систем, связанных с окислительно-восстановительными реакциями превращений соединений железа, марганца, азота, серы, окислением органических вещества и др. Основное влияние на окислительно-восстановительное состояние почвы оказывают кислород, растворенный в почвенной влаге и находящийся в равновесии с кислородом воздуха, свойства почвы и редуцирующие вещества, выделяемые микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. Напряженность окислительно-восстановит. процессов связана с условиями реакции среды, с величиной рН. От последней зависит переход в раствор компонентов некоторых окислительно-восстановительных систем почвы. Главные условия, определяющие интенсивность и направленность окислительно-восстановительных процессов — состояние увлажнения и аэрации почв, содержание органических вещества и деятельность микрофлоры. Для автоморфных почв характерны высокие уровни ОВП (550—750 мВ в подзолах, 400—600 мВ в черноземах, 350—450 мВ в сероземах). Орошение снижает ОВП. В гидроморфных почвах ОВП подвержен сильным сезонным колебаниям и при переувлажнении почв его уровень значительно снижается. Значения ОВП ниже 200 мВ соответствуют резковосстановительным условиям, в которых протекают процессы преобразования и возникают восстановленные формы соединений железа и марганца, образуются сульфиты и нитриты. Накопление последних токсически действует на большинство культурных растений. Виноградное растение высокочувствительно к изменениям окислительно-восстановит. условий в почве и при ОВП ниже 300 мВ страдает от хлороза.

Источник