Водные и воздушные свойства почвы
Водные свойства почвы. Влагоемкостью почвы называется количество воды, которое почва может удерживать в себе. Величина влагоемкости зависит от механического со* става, структуры почвы и содержания гумуса и возрастает с переходом от легких почв к тяжелым, от малогумусированных к хорошо гумусированным.
Влажностью почвы называется общее количество воды, содержащееся в данное время в почве. Влажность — непостоянная величина и в одной и той же почве может колебаться от полной влагоемкости в дождливое время года до ничтожно малых величин в период засухи.
Водопроницаемостью почвы называется способность почвы впитывать и фильтровать через себя влагу. Наиболее проницаемы для воды песчаные и супесчаные почвы, в которых поры имеют крупный размер. В глинистых и суглинистых почвах передвижение воды вниз идет значительно медленнее.
Испаряющей способностью почвы называется способность испарять влагу со своей поверхности. На величину испаряемости влияют температура почвы и приземного слоя атмосферы, скорость ветра, цвет почвы, характер ее поверхности и т. д. Почвы темные, с глыбистой поверхностью испаряют воды гораздо больше, чем светлые и с выровненной поверхностью. Важнейшим мероприятием, уменьшающим испаряемость, является рыхление верхней части гумусового горизонта.
Воздушные свойства почвы. К воздушным свойствам почвы относятся воздухоемкость и воздухопроницаемость. Воздухо- емкостью называется способность почвы содержать то или иное количество воздуха. Величина поздухоемкости зависит от пористости почвы и ее влажности. Чш легче почва по механическому составу, тем выше и еоздулоемкость. Бо.зд> чоемко^ть уменьшается с увеличением влажности.
Воздухопроницаемость зависит от механического состава и структуры и больше выражена в с?руктурных почвах или почвах легкого механического состава.
Эта среда имеет свойства, сближающие ее с водной и наземно-воздушной средами.
Почва— наиболее насыщенная живыми организмами часть биосферы (почвенная пленка жизни).
. физические, воздушные и водные свойства фунтов: плотность * (прежнее название — объемный вес, плотность фунта — отношение массы твердой фазы почвы к ее
С плотностью тесно связаны порозность и водные свойства тепличных грунтов.
Свойства пылевато-глинистых грунтов находятся в большой зависимости от влажности. Если в талом грунте содержится только прочносвя-занная вода, то грунт находится в твердом состоянии. При наличии рыхлосвязанной воды грунт.
. коровы на пойме при влажности почвы 29,6 % оставляли следы глубиной 0,8 см, а при влажности 46,1 % — 4,15 см. Под влиянием пастьбы меняются плотность почвы, ее водно—воздушные свойства, температурный и питательный режимы.
Источник
Почва, водно — воздушные свойства
Определение «Почва, водно — воздушные свойства» в ЭБНБ
Вода, находящаяся в почве, вступает с ее твердой фазой в определенные взаимодействия, характер и направленность которых обусловливается как сорбционными (молекулярное притяжение), менисковыми (капиллярные явления), гравитационными (сила тяжести) силами, так и физическими свойствами почвы. Эти силы и определяют те важнейшие свойства почвы, которые существенно влияют на ее водный режим, накопление и рациональное использование влаги растениями.
Влажность почвы — это отношение содержащейся в почве воды к массе абсолютно сухой почвы, выраженное в процентах. Влажность почвы зависит от количества выпадающих осадков, интенсивности потребления воды растениями, температуры воздуха и других факторов.
При постепенном высыхании почвы наступает такое состояние, когда в ней остается лишь влага, прочно удерживаемая почвой и недоступная для растений. Эта степень увлажнения почвы называется влажностью устойчивого завядания растений (ВЗ). Она может быть определена прямым методом в опытах с растениями; чаще ее определяют расчетным путем, умножая показатель максимальной гигроскопичности (МГ) на коэффициент 1,5. Влажность устойчивого завядания зависит от механического состава, плотности почвы, состава поглощенных катионов.
Границы значений влажности, характеризующей пределы появления различных категорий и форм почвенной влаги, называются почвенно — гидролитическими константами. Выделяются семь основных почвенно — гидролитических констант, которые выражают в процентах от массы или объема почвы.
Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — наибольшее количество прочносвязанной воды, удерживаемое силами адсорбции; влага недоступна для растений.
Максимальная гигроскопичность (МГ) — наибольшее количество влаги, которое почва может сорбировать из воздуха, почти насыщенного паром (при относительной влажности воздуха более 94 %); влага недоступна растениям.
Почвенная влажность устойчивого завядания растений (ВЗ) — влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при перемещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами; нижний предел доступности влаги для растений.
Влажность разрыва капиллярной связи (ВРК) — влажность почвы, находящаяся между наименьшей влагоемкостью (НВ) и почвенной влажностью устойчивого завядания растений (ВЗ), при которой подвижность подвешенной влаги в процессе иссушения резко уменьшается.
Наименьшая влагоемкость (НВ) — максимальное количество влаги, которое способна удержать почва в полевых условиях, при промачивании ее сверху, после стекания свободной (гравитационной) воды.
Капиллярная влагоемкость (KB) — максимальное количество воды, которое удерживается в почве в капиллярноподперто состоянии.
Полная влагоемкость, или полная водовместимость (ПВ) — количество воды, которое может содержаться в почве при заполнении водой всех ее пор.
Для развития растений наиболее благоприятна влажность почвы в интервале ВРК — НВ. В интервале НВ — ПВ водообмен ухудшается; такое увлажнение почвы является избыточным. При влажности почвы в интервале ВРК — ВЗ влага труднодоступна для растений.
Водопроницаемость — способность почвы впитывать и фильтровать воду. Она зависит от механического состава, состава перегноя и оструктуренности почв.
Легкие песчаные почвы обладают высокой водопроницаемостью ввиду большого количества некапиллярных промежутков. Тяжелые и особенно сильно распыленные почвы отличаютсяслабой водопроницаемостью. Структурные почвы вследствие достаточно развитой межагрегатной и внутриагрегатной пористости хорошо впитывают и удерживают влагу.
Водоподъемная способность — свойство почвы поднимать воду по капиллярам. Она определяется диаметром капилляров и зависит от плотности сложения почвы, агрегатного и механического состава.
В песчаных почвах, где капиллярные промежутки широкие, высота капиллярного поднятия редко превышает 0,5 — 1,0 м, тогда как на глинистых почвах она может достигать 4 — 5 м. При высокой капиллярности растения обеспечиваются влагой даже при длительной засухе. Однако она приводит к непроизводительной потере воды за счет излишнего испарения, а при сильной минерализации воды — к засолению почвы.
Испаряющая способность — потеря почвой влаги в результате физического испарения. Тяжелые распыленные почвы, особенно при образовании на них корки, больше теряют влаги, чем песчаные. Испарение воды на структурных почвах резко уменьшается из — за разобщенности капилляров отдельных агрегатов. Почвы плотные или с глыбистой структурой пересыхают быстрее, чем рыхлые. Испарение влаги усиливается при сильном ветре, повышении температуры и понижении влажности воздуха.
Основные источники увлажнения почвы — осадки (полив) и грунтовые воды. Влага в почве постоянно движется: поглощается растениями, испаряется в атмосферу, перемещается в глубокие горизонты. Временами она аккумулируется в почве в результате конденсации паров воды, восходящих токов из глубоких горизонтов и других статей водного баланса.
Водный баланс выражается формулой
В0 + Ос + Вг + Вк + Впр + Вб = Еисп + Ег + В» + Вп + Вс f В,,
где Во — начальный запас влаги, Ос — сумма осадков за период наблюдений, Вт — количество поступающей грунтовой влаги, Вк — конденсирующаяся из паров влага, ВПр — поверхностный приток воды, Вб — боковой приток почвенных и грунтовых вод, Еисп — испарившаяся влага, Ег — расход влаги на транспирацию, Ва — инфильтрующаяся в грунт влага, Вп — поверхностный сток, Вс — боковой внутрипочвенный сток, В — запас влаги в почве в конце периода наблюдений.
Содержание влаги в каждом почвенном горизонте определяется по формуле:
В = advH,
где В — запас воды в слое почвы, мм водного слоя, или м 3 га; а — влажность, %, dv — плотность почвы, гсм 3 ; Н — мощность горизонта, см.
В агрономической практике важно учитывать общий и полезный запас воды в почве.
Общий запас воды (ОЗВ) — суммарное количество влаги на заданную мощность почвы, выраженное в мм водного столба, или в м 3 га.
Полезный запас воды в почве (ПЗВ) — суммарное количество продуктивной, или доступной растениям, влаги в заданной толще почвогрунта. Чтобы рассчитать ПЗВ в почве нужно вычислить ОЗВ и запас труднодоступной влаги (ЗТВ). Последний рассчитывается аналогично общему запасу, но вместо запаса влаги по тем же горизонтам берут влажность устойчивого завядания растений (ВЗ).
Содержание полезной влаги в почве определяется разностью между ОЗВ и ЗТВ.
Оптимальный запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в период вегетации находится в пределах 100 — 200 мм, а в пахотном слое — от 20 до 50 мм.
Воздушные свойства почвы и ее воздушный режим в значительной мере обусловлены ее пористостью. Благоприятная аэрация — необходимое условие нормального дыхания корней растений, высокой биологической активности почвы и образования окисленных форм минеральных соединений, наиболее доступных растениям. При недостатке воздуха в почве возникают восстановленные формы минеральных веществ, отрицательно влияющих на растения и почвенную микрофлору.
Важнейшими воздушными свойствами почвы являются возду — хоемкость и воздухопроницаемость.
Воздухоемкость — объем пор, содержащих почвенный воздух при влажности, равной наименьшей влагоемкости почвы. Определяется размером некапиллярных, или межагрегатных пор. Объем воздуха, заключенный в порах, не занятых водой, называют пористостью аэрации. В бесструктурных почвах она невысокая и быстро снижается при их увлажнении. Структурные почвы вследствие хорошо развитых межагрегатных промежутков имеют большую пористость аэрации даже при сильном увлажнении. В культурных почвах содержание воздуха колеблется в пределах 8 — 36 % общего объема почвы.
Воздухопроницаемость — свойство почвы пропускать через себя воздух. Она является важным условием нормального газообмена между почвой и атмосферой.
Воздухопроницаемость хорошо выражена на легких, структурных и нормально увлажненных почвах. Тяжелые, бесструктурные и переувлажненные почвы слабовоздухопроницаемы. Нормальная воздухопроницаемость обеспечивается в почвах, где некапиллярная пористость составляет не менее 10 — 15 %.
Источник
Агрономические свойства почвы.
На почву, как и на любую сущность, можно взглянуть с разных точек зрения. Человека, чаще всего, почва интересует как среда для выращивания пищи.
Совокупность свойств, которые интересны с точки зрения возделывания сельскохозяйственных культур, и называются Агрономическими.
К агрономическим могут быть отнесены такие свойства: общие физические, водные, воздушные, тепловые, агрохимические и некоторые другие свойства.
Общие физические свойства почвы.
К общим физическим свойствам почвы относят: плотность твёрдой фазы, объемную массу и пористость (скважность, порозность).
Плотность твердой фазы — это масса 1 см3 твердой фазы почвы или отношение массы твердой фазы почвы к массе равного объема воды при 4°С. Плотность твердой фазы минеральных почв в среднем составляет 2,50—2,65 г/см3, а торфяников не превышает 1,4—1,8 г/см3.
Объемная масса (плотность сложения),— это масса 1 см3 почвы, взятой без нарушения ее природного состояния и вы-сушенной при 105°С (абсолютно сухой). Объемная масса пахотного горизонта колеблется от 0,9 до 1,6 г/см3. У торфяно-болотных почв объемная масса может быть от 0,2 до 0,5 г/см3.
Пористостью (скважностью, или порозностью) называют объем всех пор почвы, выраженный в процентах ее общего объема. Если принять объем пахотного горизонта минеральных почв за 100%, то 40—50% этого объема составляет твердая фаза почвы, а 50—60% приходится на скважины. Этот объем называется общей пористостью. Оптимальная величина объемной массы суглинистых и глинистых почв для сельскохозяйственных культур составляет 1,0—1,3 г/см3, а общей пористости — 50—60%.
Водные свойства почв.
Водными свойствами почвы называют такие, которые определяют поведение почвенной влаги.
Водоудерживающая способность почв количественно может характеризоваться величинами гигроскопической влажности и полевой влагоемкости.
Гигроскопическая влажность — это количество парообразной воды, которое может поглощать (сорбировать) сухая почва вследствие притяжения поверхностью почвенных частиц. Наибольшее количество воды почва поглощает из воздуха, насыщенного водяными парами до относительной влажности около 100%. Эта величина называется максимальной гигроскопичностью.
Растениям гигроскопическая влага недоступна.
Устойчивое увядание растений начинается при содержании влаги в почве, в 1,3—1,5 раза большем, чем величина максимальной гигроскопичности. На глинистых почвах завядание растений начинается при 15—22% влажности, на песчаных — только при 1— 3%. на торфяных почвах растения могут завядать при 50% влажности.
Полевая влагоемкость — количество воды, удерживаемое почвой в течение длительного времени. Влажность песчаных почв при полевой влагоемкости составляет 4—10%, супесчаных— 10—20%, легко- и среднесуглинистых — 20—30%, тяжелосуглинистых и глинистых — 30—40%.
Величина полевой влагоемкости—важный агрономический показатель. Зная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости, судят об обеспеченности растений водой, а в поливном земледелии устанавливают время полива.
Оптимальная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости составляет для полевых, плодовых и ягодных культур 70—30%, для овощных 75—90%.
В агрономическом отношении важны и другие водные свойства почв: водопроницаемость и водоподъемная способность.
Совокупность процессов поступления влаги в почву, ее передвижения и расхода называют водным режимом почвы.
В зоне таежных лесов влага атмосферных осадков промачивает почву до грунтовых вод, потери влаги на испарение невелики. Такой водный режим называют промывной водный режим.
В степных районах страны сквозного промачивания почв не происходит. За летний период здесь испаряется почти вся поступившая влага. Данный водный режим называют непромывной водный режим.
При неглубоком залегании грунтовых вод (5—7 м) и небольшом количестве осадков в некоторых районах страны происходит капиллярный подток влаги к зоне испарения. Воды больше испаряется, чем поступает с осадками. Это выпотной водный режим.
Водный режим, складывающийся при искусственном орошении, носит название ирригационный водный режим.
Воздушные свойства почв.
Быстрое восстановление концентрации кислорода в почвенном воздухе, который необходим для дыхания корней растений, деятельность многих микроорганизмов и реакции окисления происходят только в том случае, если почва обладает хорошими воздушными свойствами — воздухоемкостыо и воздухопроницаемостью.
Воздухоемкость — объем занятых воздухом пор при влажности почвы, сответствующей полевой влагоемкости.
Воздухопроницаемость — свойство почвы пропускать через себя воздух.
Благоприятными воздушными свойствами обладают структурные почвы нормального увлажнения. На бесструктурных почвах, особенно при возникновении почвенной корки, нормальный газообмен нарушается.
Тепловые свойства почв.
От тепловых свойств почвы, т. е. способности ее прогреваться и сохранять тепло, зависят многие процессы, происходящие в ней. Поэтому тепловые свойства почвы учитывают при сельскохозяйственном использовании земли.
Основной показатель, характеризующий тепловой режим почвы,— ее температура. На температуру почвы влияет не только количество солнечной энергии, но и цвет, влажность, механический состав и рыхлость почвы, наличие растительности на ней, рельеф.
Весной тяжелые глинистые почвы прогреваются медленнее, чем легкие песчаные и супесчаные. Поэтому первые называют холодными, вторые — теплыми.
Осенью легкие почвы охлаждаются быстрее, чем тяжелые глинистые. Торфяно-болотные почвы по сравнению с другими прогреваются хуже днем и сильнее охлаждаются ночью. На них чаще бывают ночные заморозки. Рыхлые, сухие, богатые органическим веществом почвы прогреваются медленнее чем плотные, влажные и бедные гумусом.
Поглотительная способность почвы.
Важным свойством почвы является ее поглотительная способность.
Поглотительной способностью называют способность почвы удерживать и поглощать из почвенного раствора различные вещества.
Минеральные соединения распадаются — в почвенном растворе на катионы и анионы, соответственно положительно и отрицательно заряженные ионы. Ионы минеральных соединений, используемые корнями растений, неодинаково поглощаются почвой.
Одни из них хорошо поглощаются почвой, становясь труднодоступными для растений, другие не поглощаются и легко доступны для растений.
Поэтому обеспеченность растений почвенными питательными веществами зависит не только от типа почвы, водно-воздушного и теплового режима, но и от поглотительной способности почвы.
Запасов питательных веществ даже в самой бедной почве достаточно для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур в течение более 100 лет.
Однако, основная часть питательных веществ находится в форме соединений, трудно доступных для растений.
В связи с этим об обеспеченности растений питательными веществами судят по содержанию легкодоступных форм данных веществ в почве. Учитывая, что зеленые растения поглощают из почвы в составе простых солей в наибольшем количестве азот, фосфор и калий, в практике определяют содержание в почве нитратных форм азота (N03), подвижных форм фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О).
Кислотность почвы
Немалое влияние на доступность питательных веществ оказывает реакция почвенного раствора. Обозначают реакцию символом рН.
Величина рН представляет собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода в почвенном растворе. рН 7 — о щелочной реакции почвенного раствора.
Реакция почвенных растворов различных почв колеблется от 3 до 11. Повышенные кислотность и щелочность угнетают большинство культурных растений.
Из учебного пособия «Основы сельскохозяйственных знаний» под редакцией Е. В. Колесникова.
Источник