2.3.Свойства почвы

Физические свойствапочвы включают:механический состав,структуру, удельный и объемный вес, порозность, плотность, окраску, влажность, температуруи т.д.

Механический составотражает соотношение песка (частиц с диаметром от 2 до 0,02 мм), пыли (0,02–0,002 мм) и ила (менее 0,002 мм) или физической глины (менее 0,01 мм).

Минеральные частицы крупнее песка (больше 2 мм) составляют скелет почвы.

Структура почвыотражает характер слипания первичных частиц (песок, пыль, ил) в комочки различных размеров, форм.

Показателем рыхлого или плотного состояния почвы служит объемный вес, т. е. масса почвы в единице объема (включает как отдельные частички, так и пространство пор).

Плотность частичек (удельный вес) представляет только вес твердых частиц. Например, средний удельный вес почвы равен 2,65 г/см³, а средний объемный вес равен 1,3 г/см³.

Высокий объемный вес – результат уплотнения почвы или высокого содержания в ней песка.

Площадь пустот или пор, называемая «открытым» пространством почвы, представляет часть почвы, не занятую почвенными частицами. Объем пор зависит от способа упаковки твердых частиц, определяющего степень порозности почвы.

Порозность зависит от природы и величины первичных твердых частиц, содержания и состава органического вещества, механического состава, условий дренажа. Например, верхний горизонт песчаных почв имеет порозность 35–50%, в то время как глинистые почвы – 40–60%. Некоторые плотные горизонты почв имеют порозность только 10%. Поры представляют собой пространство, занимаемое водой или воздухом. Циркуляция воды идет в основном по макропорам. Отсюда легко понять значение сохранения почвенной структуры для свободного движения воды, необходимой для жизнедеятельности растений, переноса ЗВ. Порозность почвы влияет также на ее влагоемкость, на степень выщелачивания и на доступность различных элементов и веществ (включая загрязнители) для корней растений.

К химическим свойствамотносятся растворимость и доступность элементов, включая питательные элементы, реакцию почвы (рH), ионный обмен и т.д.

Разнообразие глинистых минералов и органических соединений определяют характер и интенсивность химических реакций, особенно присутствие минеральных и органических коллоидов, которые являются настоящими катализаторами. Они играют важную роль в разрушении пестицидов, в динамике передвижения тяжелых металлов и других загрязнителей в почве.

Присутствие глины и гумусовых веществ обусловливают адсорбционную активность почвы, которая в зависимости от механизмов этого процесса подразделяется на два класса: ионообменную сорбцию и физическую адсорбцию.

Ионообменная сорбция включает: катионный обмен, совершающийся благодаря отрицательным электрическим зарядам илистых частиц, кислотных групп веществ, а также корней растений; анионный обмен, происходящий в основном благодаря присутствию гидроксидов металлов (Al(OH)₃иFe(OH)₃), а также аморфных глин (вулканический пепел) каолинита и других минералов.

Общее количество удерживаемых ионов составляет ионную емкость почв; ионов с положительным зарядом (катионы) – катионную емкость; ионов с отрицательным зарядом (анионы) – анионную емкость.

Адсорбция играет значительную роль в поглощении и перемещении нейтральных и слабополярных ЗВ (тяжелые металлы, пестициды и др.).

Из ионов, содержащихся в почвенном растворе, особенно важны ионы водорода H⁺. Концентрация этих ионов определяет реакцию почвы (рH) и служит показателем кислотности или щелочности почвы. Этот показатель зависит от ионного обмена с минеральными и органическими коллоидами и наличия карбонатов кальция, натрия и т.д.

Реакция почв (рH) колеблется от 3,5 (сильно кислая)–7 (нейтральная) и до 11 (сильнощелочная). Сильное закисление почвы – нежелательное явление, т.к. при этом появляется токсичный растворимый алюминий и снижается жизнедеятельность микроорганизмов. Чем больше кислотность почв, тем выше адсорбция тяжелых металлов в растениях, особенно кадмия. Сильно выщелоченные почвы характеризуются пониженной подвижностью микроэлементов и тяжелых металлов, исключая молибден. В таких почвах обычно содержится незначительное количество железа, цинка, магния и фосфора.

Высокая емкость обмена катионов придает почве устойчивость к изменению PHсреды и состава катионов, и, соответственно высокую буферную способность.

Биологические свойствапочв определяются почвенной фауной и микроорганизмами.

Почвенная фауна выполняет механическую работу, заключающуюся в тонком измельчении растительных остатков и их перемещении на различную глубину, играет роль в круговороте воды и воздуха в почве. Фауна играет существенную роль в формировании гумуса.