
ПОЧВА лесники ответы / Vopros_42
.docГЛАВА VI ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Почва, как и всякое физическое тело, обладает рядом физических I свойств, причем поскольку она является дисперсным, а следовательно,! пористым телом, ее физические свойства отличаются некоторыми осо- Г бенностями. В порах почвы всегда содержатся воздух, влага и микроорганизмы, поэтому почву мы рассматриваем как тело, состоящее из твердой, жидкой, газообразной и живой фаз.
Физические свойства почв можно подразделить на общие физические, физико-механические, тепловые и водные.
Общие физические свойства почвы
К числу общих физических свойств относятся удельный вес (сокращенно УВ), объемный вес (0В), пористость (/7) и удельная поверхность (УЩ.
Так как почва всегда состоит из частиц различных веществ, удельный вес ее твердой фазы представляет собой среднюю взвешенную величину, зависящую от удельного веса веществ, входящих в состав почвы, и от их относительного содержания в ней (табл. 29).
Таблица 29 Удельный вес важнейших минералов и гумуса
Минералы и другие вещества
|
Удельный вес, е/см3
|
Минералы и другие вещества
|
Удельный вес, г/см3
|
Кварц ...........
|
2,56
|
|
3,0—3,3
|
|
о«
|
|
3,7
|
|
? 60 9 76
|
|
2,71
|
|
2,76 3,00
|
|
2,60
|
|
|
Гумус ...........
|
1,4-1,8
|
|
|
|
|
Основная часть минеральной массы почвы состоит, как известись из кварца, полевых шпатов и глинистых минералов, поэтому удельный
в тех горизонтах, которые содержат лишь незначительное количе-
ве гумуса, должен быть близок удельному весу этих минералов.
Пн равен в среднем 2,65 — 2,7. Удельный вес почвы в верхних горизон-
ях содержащих много гумуса, ниже — 2,4 — 2,6, а в чисто органоген-
т ' горизонтах, например торфе или лесных подстилках, еще ниже —
14—1,8.
Частицы, из которых состоит почва, могут лежать более плотно или более рыхло. Плотность их сложения принято характеризовать объемным весом почвы. Объемным весом почвы называется вес в граммах одного кубического сантиметра почвы, взятой в ее естественном сложении и высушенной до постоянного веса при 105° С.
Объемный вес почвы бывает обычно наименьшим в верхних, гумусовых, горизонтах почвы, где наименьший и удельный вес вследствие присутствия гумуса, а рыхлость сложения, создаваемая корнями растений и роющей деятельностью живущих в почве насекомых и других мелких животных, наибольшая.
В гумусовых горизонтах объемный вес обычно равен 1,0 — 1,2 г/см3, а в чисто органогенных горизонтах — в лесных подстилках и в торфах — он падает от 0,2 до 0,4 г/см3. В минеральных горизонтах величина объемного веса возрастает до 1,3 — 1,6 г/см3 и чаще всего до 1,4 — 1,45 г/см3. В хорошо выраженных иллювиальных1 горизонтах он иногда повышается до 1,5 — 1,6 г/см3, а в материнской породе снова уменьшается до 1,4 — 1,5 г/см3.
Наиболее высокий объемный вес (2,0 г/см3) наблюдается в глеевых горизонтах заболоченных почв 2 и в перемятых грунтах (например, в тяжелых валунных суглинках). Б. Н. Мичурин, подвергая образцы почв и грунтов сжатию при высоком давлении, показал, что величина 2,0 г/см3 вообще является предельной.
С. В. Астапов и С. И. Долгов считают почву рыхлой, если объемный вес гумусового горизонта равен 0,9 — 0,95, нормальной плотности — 0,95 — 1,15, уплотненной — 1,15 — 1,25 и сильно уплотненной и требующей рыхления — более 1,25 г/см3.
Зная объемный вес горизонта, можно подсчитать запас любого соединения в нем по формуле
= М-ОВ-А,
где
з — запас соединения, т/га;
М — мощность горизонта, см;
О В — объемный вес, г /см3;
148
— содержание соединения, от веса почвы.
Пористостью, или скважностью, почв называется суммарный объем
Всех пор и промежутков между твердыми частицами, выраженный
процентах от общего объема почвы, взятой без нарушения ее есте-
ственного сложения. Пористость почвы обычно не определяется непо-
РеДственно, а вычисляется из величин удельного и объемного весов.
Об иллювиальном горизонте см. стр. 286. О глеевом горизонте см. стр. 312.
Обозначим через УВ — удельный вес почвы, 0В — ее объемный вес. Очевидно, что суммарный объем твердых частиц в 1 см3 почвы взятой без нарушения ее естественного сложения, будет равен
08 3
У В см '
а суммарный объем пор в том же 1 см3 почвы
. 0В 3
Отсюда величина пористости в процентах от общего объема окажется равной:
Наибольшая пористость наблюдается в верхних, гумусовых, горизонтах, где она достигает 55—70%, а в органогенных горизонтах — торфах и лесных подстилках — даже 90%. В минеральных горизонтах она уменьшается до 35—50% (наиболее часто встречаются величины около 40—45%). Наиболее низкая пористость в глеевых горизонтах—от 26 до 30%. Предельно высокой величине объемного веса 2,0 г/см3 и удельному весу 2,70 г/см3 соответствует предельно малая пористость—26%.
Пористость оказывает существенное влияние на рост растений, так как от нее зависит рыхлость и степень аэрируемости почвы. Для сельскохозяйственных культур оптимальной считается пористость 45—50%. Ниже (табл. 30) приведена характеристика физических свойств двух лесных подзолистых почв, иллюстрирующая только что сказанное об изменении объемного, удельного весов и пористости в профиле почв.
Таблица 30
Физические свойства двух лесных подзолистых почв (по Н. Ф. Созыкииу и И. С. Васильеву)
Горизонт
|
Среднеподзолистая почва на покровном суглинке (ельник-кисличник)
|
Маломощный торфянистый подзол на древнеозерных песках (смешанный елово-березовый лес)
|
||||
|
УВ
|
ОБ, г/см3
|
Я, %
|
УВ
|
ОБ, г/см3
|
п, %
|
ао
|
Не определялись
|
|
1,74
|
0,21
|
88
|
|
А1-А2
|
2,59
|
1,11
|
57
|
2,65
|
0,80
|
68
|
А2
|
2,65
|
1,46
|
54
|
2,67
|
1,37
|
50
|
б!
|
2,69
|
1,51
|
44
|
2,66
|
1,40
|
47
|
В2
|
2,70
|
1,60
|
46
|
—
|
——
|
—
|
ВС
|
2,70
|
1,65
|
38
|
2,65
|
1,51
|
43
|
Из данных таблицы следует, что пористость верхних горизонтов лесных почв вполне удовлетворительна для растений. Пористость иллювиального горизонта (В1( В2, ВС) значительно ниже и в общем недостаточна. Чтобы ее улучшить, целесообразно вводить в лесонасаждения древесные и кустарниковые породы с глубокой корневой системой.
150
Помимо общей величины пористости, существенным для харак-пцстики почвы является размер самих пор, так как от него зависят Тякие важные свойства, как водопроницаемость, воздухопроницаемость Т т п. Размер пор находится в тесной зависимости от гранулометри-иеского и агрегатного состава почвы: чем легче почва по гранулометрическому составу, тем больше размер пор.
Обобщенными показателями объемов крупных и мелких пор и их соотношения являются так называемая капиллярная пористость и некапиллярная пористость. Первая соответствует объему пор, заполненных водой, при влажности почвы, равной наименьшей влагоемкости (см. стр. 161), а вторая соответствует разности между общей и капиллярной пористостью.
Особо следует отметить роль крупных трещин, ходов корней и роющих животных. Эти образования имеют большое значение для проникновения в почву, особенно в ее глубокие горизонты, живых корней. Последние особенно часто используют старые корневые и иные ходы, встречая там пониженное механическое сопротивление, а нередко и органическое вещество в той или иной форме, используемое микоризой. По таким ходам в почву легче проникают также влага и воздух.
Удельной поверхностью почвы называется суммарная поверхность всех частиц почвы — как внешняя, так и внутренняя. Она выражается в ж2/г и варьирует от 1—2 ж2/г в песчаных почвах до 200—300 м*/г в тяжелых глинистых почвах.