
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Раздел I. Химия почв
- •1. Химический состав почв
- •1.1. Элементный состав почв
- •1.2. Фазовый состав почвы
- •1.3. Соединения щелочных и щелочно-земельных элементов в почвах
- •1.4. Формы соединений химических элементов в почвах и их доступность растениям
- •Контрольные вопросы
- •2. Почвенные растворы
- •2.1. Концентрации и активности ионов и солей в почвенных растворах
- •2.2. Методы определения активности ионов
- •Контрольные вопросы
- •3. Катионообменная способность почв
- •3.1. Селективность катионного обмена
- •3.2. Кинетика обмена катионов
- •3.3. Уравнения и изотермы катионного обмена
- •3.4. Катионный обмен и адсорбция
- •3.5. Обменные катионы в почвах
- •Контрольные вопросы
- •4. Окислительно-восстановительные реакции и процессы в почвах
- •4.1. Окислительно-восстановительный потенциал почвы
- •4.2. Потенциалопределяющие системы в почвах
- •4.3. Окислительное состояние основных типов почв
- •4.4. Типы окислительно-восстановительных режимов
- •4.5. Влияние окислительно-восстановительных процессов на химическое состояние почв
- •4.6. Методы определения окислительных потенциалов и изучения окислительно-восстановительных режимов
- •Контрольные вопросы
- •Раздел II. Физика почв
- •1. Подготовка почвы к определению показателей физических свойств
- •1.1. Заложение и описание почвенного разреза
- •1.2. Морфологическое описание почвенного разреза
- •Пример морфологического описания почвы Разрез № 217
- •Контрольные вопросы
- •2. Определение гранулометрического состава почвы
- •Классификация почв и пород по гранулометрическому составу
- •2.1. Методы определения гранулометрического состава
- •2.1.1 Определение гранулометрического состава визуально и на ощупь
- •Визуальные методы определения гранулометрического
- •2.1.2 Лабораторные методы определения гранулометрического состава
- •Подготовка почвы к гранулометрическому анализу
- •Форма записи при определении гигроскопической влажности почвы
- •Определение гранулометрического состава в стоячей воде. Метод пипетки
- •Плотность и вязкость воды в зависимости от температуры
- •Интервалы во времени при взятии проб суспензии в зависимости от температуры суспензии и плотности частиц
- •Расчёт результатов анализа
- •Пример вычисления:
- •Пример записи данных гранулометрического анализа
- •Контрольные вопросы
- •3. Методы изучения структуры почвы
- •3.1. Морфологическое изучение почвенной структуры
- •3.2. Лабораторные методы изучения структуры почвы
- •3.2.1. Агрегатный анализ почвы (метод сухого рассева)
- •Форма записи результатов агрегатного анализа
- •3.2.2. Определение водопрочности структурных агрегатов по п.И. Андрианову
- •3.2.3. Микроагрегатный анализ
- •Форма записи результатов микроагрегатного анализа
- •3.2.4. Определение порозности агрегатов
- •Форма записи при определении порозности агрегата
- •Контрольные вопросы
- •4. Методы определения показателей общих физических свойств почвы
- •4.1. Определение плотности твёрдой фазы почвы
- •Состав и плотность некоторых минералов
- •Форма записи определения твёрдой фазы почвы
- •4.2. Определение плотности почвы
- •Форма записи определения плотности почвы
- •4.3. Определение пористости (порозности, скважности) почвы
- •4.4 Определение дифференциальной порозности методом расчёта
- •Форма записи определения дифференциальной порозности
- •4.5 Оценка показателей общих физических свойств почвы
- •Характеристика уплотненности почвы по величине плотности сложения (dV, г/см3) и порозности (p, % от объёма почвы)
- •Контрольные вопросы
- •5. Методы изучения водных свойств почвы
- •5.1 Определение влажности почвы
- •5.2 Определение водопроницаемости почвы
- •Оценка водопроницаемости почв тяжёлого гранулометрического состава
- •Форма записи результатов определения водопроницаемости почвы
- •5.3 Определение гидрологических характеристик почвы
- •Максимальная гигроскопичность почв, различных по гранулометрическому составу и средней гумусированности
- •5.4 Определение влагоёмкости почвы
- •Форма записи результатов определения капиллярной влагоёмкости
- •Оценка предельной полевой (наименьшей) влагоёмкости
- •5.5 Расчёты запасов влаги при определении наиболее важных гидрологических характеристик почвы
- •Контрольные вопросы
- •Раздел III. Статистическая обработка данных при изучении свойств почв
- •1. Статистические показатели вариационных рядов
- •Пример расчёта статистических показателей
- •Результаты статистической обработки данных определения плотности лугово-чернозёмной почвы в слое 0 – 20 см
- •2. Оценка существенности разницы выборочных средних
- •Примеры расчётов
- •Влияние использования лугово-чернозёмной почвы на водопрочность структуры
- •3. Корреляция и регрессия
- •Пример расчёта
- •Влажность устойчивого завядания растений при различной плотности пахотного слоя чернозёма обыкновенного
- •Расчет корреляционной зависимости между влажностью устойчивого
- •Слоя чернозёма обыкновенного
- •Заключение
- •Библиографический список
Пример записи данных гранулометрического анализа
(% от массы сухой почвы)
Почва |
Горизонт |
Глубина взятия образца, см |
Содержание фракций,% при размере частиц, мм |
Сумма частиц размером, мм |
|
||||||
1– 0,25 |
0 ,25 – 0,05 |
0,05 – 0,01 |
0,01 – 0,005 |
0,005– 0,001 |
< 0,001 |
< 0,01 |
> 0,01 |
||||
Солонец корковый тяжелосуглинстый иловато-крупнопы-леватый |
А1 В1 В2 В3 В4 С
|
0 – 5 9 – 19 23 – 31 35 – 45 66 – 76 155 - 165
|
2,10 1,05 0,90 1,15 2,10 2,30 |
14,88 7,70 20,06 15,95 11,28 11,66 |
46,53 30,37 28,17 25,33 26,11 27,31 |
10,24 5,45 6,14 8,23 9,11 8,86 |
9,43 10,05 11,48 12,52 13,13 12,71 |
16,82 45,38 33.25 36,82 38,27 37,16 |
36,49 60,88 50,87 57,57 60,51 58,73 |
63,51 39,12 49,13 42,43 39,49 41,27 |
Контрольные вопросы
1. Понятие о гранулометрическом составе, механическом элементе, механической фракции.
2. Классификация механических фракций.
3. Характеристика механических фракций (размер частиц, минералогический состав, основные свойства).
4.Содержание каких фракций лежит в основе разделения почв и пород по гранулометрическому составу?
5. Практические навыки определения названия почв и пород по гранулометрическому составу (основное название и название с учётом преобладающих фракций).
3. Методы изучения структуры почвы
Под структурой почвы понимают совокупность отдельностей (агрегатов), различных по величине, форме, прочности и связности. Структурная отдельность (агрегат) состоит из механических элементов, соединённых друг с другом в результате коагуляции коллоидов, склеивания, слипания и др. видов взаимодействия.
Агрегаты, образованные из первичных механических элементов, относят к структурным отдельностям первого порядка (микроагрегатам). Микроагрегаты в результате склеивания, слипания могут образовывать структурные отдельности второго, третьего и т. д. порядков.
Способность почвы распадаться на структурные отдельности называют её структурностью.
Различают два понятия структуры почвы: морфологическое и агрономическое. В морфологическом понимании хорошей будет всякая чётко выраженная структура: ореховатая, столбчатая, призмовидная, пластинчатая и т. п. структура. Агрономически ценной является только такая структура, которая обеспечивает плодородие почвы. В структурной почве создаются оптимальные условия водного, воздушного и теплового режимов, что, в свою очередь, обусловливает развитие микробиологической деятельности, мобилизацию и доступность питательных веществ для растений. Структурная почва имеет высокую пористость и влагоёмкость. Благодаря высокой водопроницаемости она глубоко промачивается водой, выпадающие осадки полностью впитываются. Отсутствует поверхностный сток, а, следовательно, исключены эрозионные процессы.
В бесструктурной распылённой почве тяжёлого гранулометрического состава складывается неблагоприятный физический режим. Вода и воздух в ней являются антогонистами. Порозность и влагоёмкость представлены малыми величинами. Вследствие плохой водопроницаемости бесструктурная почва плохо впитывает воду, сток её по поверхности приводит к эрозии. После дождя или полива поверхность бесструктурной почвы заплывает. При высыхании такая почва сильно уплотняется, на поверхности образуется плотная корка, что затрудняет рост и развитие растений.
Образование агрономически ценной структуры связано с действием целого ряда факторов: физико-механических, физико-химичес-ких, химических, биологических.
Физико-механические факторы структурообразования обусловлены крошением почвенной массы. Разделение почвы на агрегаты происходит при её попеременном высушивании и увлажнении, замерзании и оттаивании в ней воды, давлении корней растений, при агротехнических обработках, передвижении по полю сельскохозяйственных машин и агрегатов и т.д.
Физико-химические факторы структурообразования связаны в основном с процессами коагуляции и пептизации почвенных коллоидов. В результате скрепления механических элементов необратимо скоагулированными коллоидами образуются водопрочные агрегаты. Такими коагуляторами в почве чаще всего являются катионы Ca2+, Ma2+, Fe3+, Al3+. Если в составе ППК преобладают Ca2+ и Ma2+, то почва, как правило, имеет благоприятную структуру. Если в почве преобладают поглощённые катионы Na+ и Mg2+, необратимой коагуляции не происходит и водопрочная структура не образуется.
Большую роль в образовании структурных агрегатов играют органические и органоминеральные коллоиды, в частности гуматы Са2+, глинисто-гумусовые комплексы. Почвенные агрегаты, образованные только минеральными коллоидами, водопрочностью не обладают
К химическим факторам структурообразования относятся процессы, связанные с образованием труднорастворимых химических соединений (CaCO3, Fe(OH)3, Fe(OH)2, MgSiO3 и т. д.), которые агрегируют и цементируют механические элементы и микроагрегты.
Основная роль в структурообразовании принадлежит биологическим факторам. Живые организмы оказывают прямое и косвенное влияние на структуру. Корневые системы растений механически разделяют почвенную массу на агрегаты. Кроме того, растительные остатки – основной источник для образования гумуса, который играет исключительную роль в создании агрономически ценной структуры.
Огромное воздействие на образование структуры оказывает почвенная фауна и, в частности, дождевые черви, создающие водо-прочную копролитовую структуру.
Существующие методы исследования почвенной структуры подразделяются на ряд групп: 1) морфологическое описание структуры; 2) изучение качества структуры (водопрочности и механической прочности); выяснение природы водопрочности и механической прочности почвенного агрегата путём изучения его строения и причин, обусловливающих связь между отдельными первичными частицами.