Диагностика почвы по ее морфологическим признакам

Главнейшие виды почвенной структуры (по С. А. Захарову):

I тип: 1 — крупнокомковатая; 2 — среднекомковатая; 3 — мелкокомковатая; 4 — пылеватая; 5 — крупноореховатая; 6 — ореховатая; 7 — мелкоореховатая; 8 — крупнозернистая; 9 — зернистая; 10 — порошистая; 11 — «бусы» из зерен почвы, II тип: 12 — столбчатая; 13 — столбовидная; 14 — крупнопризматическая; 15 — призматическая; 16—мелкопризматическая; 17 — тонкопризматическая. III тип: 18 — сланцеватая; 19 — пластинчатая; 20— листоватая; 21 — грубочешуйчатая; 22 — мелкочешуйчатая.

 

В зависимости от размера агрегатов структуру подразделяют на следующие группы: 1) глыбистая — больше 10мм; 2) макроструктура — 10—0,25мм; 3) грубая микроструктура—0,25—0,1мм; 4) тонкая микроструктура — меньше 0,01 мм.

Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии масса почвы или породы разделена на отдельности той или иной формы и величины. Бесструктурное, или раздельно-частичное, состояние бывает тогда, когда механические элементы, слагающие почву, не соединены между собой в более крупные агрегаты, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Типичный пример бесструктурного состояния — рыхлый песок. Между структурными и бесструктурными почвами встречаются переходные, у которых структура выражена слабо.

В любом из почвенных горизонтов структурные отдельности не бывают одного размера и формы. Чаще всего структура в них смешанная: комковато-зернистая, комковато-пылеватая, комковато-пластинчато-пылеватая и т. д.

Различным генетическим горизонтам почв присущи определенные формы структуры. Так, комковатая и зернистая структура свойственна дерновым горизонтам, пластинчато-листовая — элювиальным, ореховатая — иллювиальным (особенно серым лесным почвам). Призматическая структура типична для иллювиальных горизонтов подзолистых и лесостепных почв, сформировавшихся на тяжелых покровных суглинках, или для черноземов и каштановых почв, образовавшихся на суглинистых и глинистых породах, имеющих в поглощенном состоянии натрий.

При оценке почвенной структуры надо различать ее морфологическое понятие от понятия агрономического. В морфологическом понимании структура — это форма отдельностей (агрегатов), например ореховатая или призматическая иллювиального горизонта, пластинчатая — подзолистого и т. д. В агрономическом смысле почва считается структурной, если комковато-зернистые водопрочные агрегаты размером от 10 до 0,25 мм составляют более 55%.

 

ЗАДАНИЕ 4.1.1

Гранулометрический состав солонца представлен на таблице 2.

Таблица 2

Физические свойства почвы

Горизонт	Глубина, см	Частицы<0,01 мм, %	Гранулометрический состав	Плотность, г/см3		Пористость, % от объема почвы
				твердой фазы	сложения
А	5-12	28,1	среднесуглинистая	2,70	1,25	53
В1	12-22	64,6	среднеглинистая	2,76	1,75	63,4
В2	22-37	69,4	среднеглинистая	2,75	1,70	61,8
В3	37-67	60,5	среднеглинистая	2,78	1,68	60,4
С	67-100	60,8	среднеглинистая	2,80	1,69	60,3

 

В верхнем горизонте гранулометрический состав среднесуглинистый. Ниже по всем горизонтам наблюдается однородный гранулометрический состав почвы, а именно среднеглинистый

Резкая дифференциация по гранулометрическому составу, в верхнем горизонте А.

По гранулометрическому составу верхнего горизонта А определяется разновидность почвы т.к. в этом горизонте содержится 28,1% физической глины (<0,01 мм) то разновидность будет суглинистая.

Гранулометрический состав оказывает большое влияние на формирование почвы, свойств и плодородие. Песчаные, супесчаные и легко суглинистые относятся к легким, а средне- и тяжелосуглинистые и глинистые разновидности относятся к тяжелым почвам.

Исследуемая почва относится к тяжелым почвам.

Тяжелые почвы богаты питательными веществами, гумусом, но холодные, влагоемкие имеют слабую водопроницаемость. Почвы тяжело обрабатываются.

 

2. Общие физические свойства

К общим физическим свойствам почвы относятся плотность твердой фазы, плотность сложения и пористость. Их величины и динамика определяются составом, соотношением, взаимодействием твердой, жидкой газообразной и живой фаз почвы.

Физические свойства оказывают большое влияние на развитие почвообразовательного процесса, плодородие почв и развитие растений.

1. Плотность твердой фазы почвы.

Плотность твердой фазы почвы — отношение массы ее твердой фазы к массе воды, в том же объеме при +4° С.

Различные типы почв имеют неодинаковую плотность твердой фазы. Ее величина для минеральных почв колеблется от 2,4 до 2,8 г/см3 и зависит от минералогического состава почвы и содержания органических компонентов Дерново-подзолистые почвы, сформировавшиеся на алюмосиликатных породах и бедные органическим веществом, имеют плотность твердой фазы 2,65—2,70.

Плотность твердой фазы малогумусированных горизонтов субтропических почв 2,7—2,8, богатых органическими компонентами торфяников 1,4—1,8.

Плотность почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается в граммах на 1 см3. При определении плотности узнают массу почвы в единице объема со всеми порами, поэтому плотность почвы будет всегда меньше плотности твердой фазы ее. Плотность почв изменяется в широких пределах: у минеральных— от 0,9 до 1,8 г/см3, у болотных торфяных — от 0,15 до 0,40г/см3.

На величину плотности влияют минералогический и механический состав почв, содержание в них органического вещества, структурность, сложение. Существенное влияние на плотность оказывает обработка.

Наиболее рыхлой почва бывает короткий период после обработки, а затем начинается ее уплотнение. После какого-то срока почва достигает определенной плотности, которая затем мало изменяется. Такая плотность называется равновесной.

Верхние горизонты малогумусных дерново-подзолистых почв имеют плотность 1,2—1,4 г/см3, нижние уплотненные—1,6—1,8 г/см3.

В верхних горизонтах черноземов плотность 1,0—1,2, в нижних 1,3— 1,6 г/см3. Под влиянием приемов окультуривания верхние горизонты пахотных почв имеют более низкий показатель плотности.

 

ЗАДАНИЕ 4.2.1. Дать оценку плотности твердой фазы изучаемой почвы.

Плотность твердой фазы почвы представлена на таблице 2.

Плотность твердой фазы в данной почве находится в узких пределах. Она постепенно увеличивается сверху вниз в соответствии с падением содержания гумуса в почве.

 

2. Плотность сложения почвы.

Сложение — это внешнее выражение плотности и пористости почвы, виальные горизонты суглинистых и глинистых почв;

Плотность сложения почвы – это масса единицы объема абсолютно сухой почвы в естественном сложении. Она зависит от минералогического и гранулометрического состава, структуры и содержания органического вещества в почве. Минералы с высокой плотностью твердой фазы, крупные механические элементы (песок) повышают плотность сложения. Но повышение количества органического вещества, увеличение физической глины (частиц <0,01мм) способствуют созданию агрономически ценной структуры, а это ведет к снижению плотности сложения. Оптимальная плотность сложения в верхних горизонтах легких почв составляет 1,2-1,3 г/см3, в тяжелых – 1,0-1,1 г/см3. Отклонения от этих значений объясняются содержанием органического вещества и структурой. На плотность почвы, используемой в сельскохозяйственном производстве, оказывает влияние обработка, после которой этот показатель снижается до 0,9-1,0 г/см3 в пахотном слое. Давление тяжелой техники создает «плужную подошву» с повышенной плотностью подпахотного горизонта. Знание плотности сложения позволяет рассчитать пористость почвы, запасы различных веществ. Например, запас влаги в определенном слое почвы определяют по формуле

B=advH, м3/га

где а – влажность, %; dv – плотность сложения, г/см; Н – мощность слоя, см.

запас влаги можно перевести в мм, умножив полученный запас на коэффициент 0,1.

По плотности почвы бывают:

1) очень плотные  — копать яму лопатой почти  невозможно.

2) плотные — чтобы  выкопать яму, требуется значительное  усилие, плотным сложением отличаются  иллювиальные горизонты суглинистых  и глинистых почв;

3) рыхлые — яму  копать легко, а почва, сброшенная  с лопаты, легко рассыпается на мелкие отдельности. Такое сложение наблюдается в суглинистых и глинистых почвах с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой и в верхних горизонтах песчаных и супесчаных почв.

4) рассыпчатые —  это сложение характерно для  пахотных горизонтов песчаных и супесчаных почв, поскольку у них механические элементы обычно не сцементированы и в сухом состоянии представляют сыпучую массу.

В зависимости от величины и расположения пор внутри структурных отдельностей различают следующие типы сложения:

1) тонкопористое  — почва пронизана порами диаметром  менее 1 мм;

2) пористое —  диаметр пор колеблется от 1 до 3 мм; примером подобного сложения  может служить лёсс;

3) губчатое —  в почве встречаются пустоты  от 3 до 5 мм;

4) ноздреватое (дырчатое) — в почве имеются пустоты  от 5 до 10 мм. Подобное сложение, обусловленное деятельностью многочисленных землероев, характерно для сероземных почв, а также для известковых туфов;

5) ячеистое —  пустоты превышают 10 мм; встречаются  в субтропических и тропических  почвах;

6) трубчатое —  пустоты в виде каналов, прорытых  землероями. При расположении пор между структурными отдельностями различают следующие типы сложения почв в сухом состоянии:

1) тонкотрещиноватое  — ширина полостей меньше 3 мм;

2) трещиноватое  — ширина полостей от 3 до 10 мм;

3) щелеватое —  ширина полостей больше 10 мм.

Сложение является важным показателем в агрономической оценке почвы.

 

 

 

ЗАДАНИЕ 4.2.2. Используя данные физических свойств и приложение в методичке, дайте оценку плотности сложения изучаемой почвы. Рассчитать запас влаги по горизонтам.

Анализируя данные по плотности сложения (таблица 1) видно, что этот показатель по профилю солонца изменяется в широких интервалах, причем резко повышаясь, сверху вниз. Это свидетельствует о неблагоприятных почвенных процессах, таких как, осолонцевание, осолодение.

По плотности сложения данная почва в горизонте А уплотнена, в горизонте В1, В2, В3 и С почва имеет сильно уплотненные иллювиальные горизонты.

Вывод: таким образом, данная почва, являясь естественной, не имеет оптимального сложения по плотности. Чтобы создать оптимальную плотность (0,9-1,1 г/см2) необходима обработка, а солонцы кроме того необходимо мелиорировать.

Зная плотность сложения можно рассчитать запасы влаги в почве т.к. этот показатель очень часто бывает лимитирован.

Результаты расчета запаса влаги отражены на таблице 3. Расчет проводим по формуле:

B=advH, м3/га

 

Таблица 3

Влажность почвы

Горизонт	Глубина, см	Плотность сложения, г/см3	Влажность, см	Расчет запасов влаги	Общий запас влаги
					т/га	мм
А	5-12	1,25	15,0	15∙1,25∙7	131,25	13,125
В1	12-22	1,75	27,0	27∙1,75∙10	472,5	47,25
В2	22-37	1,70	28,0	28∙1,70∙15	714,0	71,40
В3	37-67	1,68	26,0	26∙1,68∙30	1310,4	131,04
С	67-100	1,69	27,0	27∙1,69∙33	1505,79	150,579