4. Морфологические свойства почв: окраска, структура, гранулометрический состав, тип сложения

Окраска почв.

Цвет почвы широко используется в почвоведении для присвоения названий почвам (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и др.). Окраска почв зависит от ее химического состава, условий почвообразования и влажности. Для окраски почв наиболее важны три группы веществ. Гумусовые в-ва придают почве черную, темно-серую и серую окраску; соединения железа (III) – красную, оранжевую и желтую, а соединения железа (III) – сизую и голубоватую; кремнезем, легкораствориые соли, карбонат кальция – белую и белесую окраски. Цвет почвы во многом зависит от ее месторасположения (в зависимости от залегания почвы в определенном горизонте), а так же от её составных веществ. Окраска почв - это важный морфологический признак, которым руководствуются при расчленении почвенной толщи на генетические горизонты. Разнообразие окраски обусловлено содержанием в почвенной массе веществ, имеющих различные цвета. Гумусовые вещества, сульфид железа, окись марганца и первичные минералы окрашивают почвенные горизонты в черные, серые и бурые тона; окиси железа и марганца - в красные, оранжевые, желтые и бурые. Белая окраска почвенных горизонтов обусловлена накоплением кварца, аморфного кремнезема, кальцита, каолинита (белая глина), водорастворимых солей, гипса и карбонатов, а так же других минералов, не загрязненных железом и гумусом. Такая окраска характерна для аридных почв. Сизая окраска вызвана соединениями закислых форм железа. Красная свидетельствует о наличие негидротированных окислов железа и сульфата железа. Бурая - это смешение белой, красной и желтой почв. В синей присутствуют вивианит и фосфор. Встречается в болотных почвах. Окраска горизонтов почвы, как правило, не имеет чистых тонов, преобладают смешанные цвета. Поэтому прибегают к обозначению оттенка и интенсивности окрашивания: красно-бурый, темно-серый с буроватым оттенком и т.д. Окраска горизонтов нередко бывает неоднородной - на фоне основного цвета проступают прожилки, пятна, прослойки иной окраски. Все это свидетельствует об очаговости протекающих процессов накопления, выноса и оглеения. При определении окраски почвы в полевых условиях необходимо учитывать влажность почвы и степень освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более темную окраску, чем воздушно-сухая. В тени почва выглядит темнее, чем на солнце.

Типы окраски: почвы бывают однородные и неоднородные (пятнистая – пятна, диаметром более 5 мм, неравномерно распределены на фоне другого цвета; крапчатая - мелкие пятна менее 5 мм; полосчатая - чередование полос разного цвета; мраморовидная - пестрая окраска).

Гранулометрический состав и его экологическое значение

Гранулометрический состав — содержание в мелкоземе почвы механических элементов (фракций) различной крупности. Твердая фаза почвы состоит из механических элементов различного происхождения. Механические элементы — это разнообразные по величине обломки минералов и горных пород, органические вещества и органо-минеральные соединения.

Кристаллы льда и живое вещество к механическим элементам не относятся.

Механические элементы в основном достаются почве в наследство от материнской породы. В процессе почвообразования они не остаются неизменными, так как в почве постоянно происходят разнообразные явления: дробление, растворение, гидролиз, осаждение, гумификация и др. Наблюдаются также процессы перемещения тонких механических элементов по профилю многих почв, обеднение ими верхних горизонтов и обогащение нижних.

В полевых условиях для определения гранулометрического состава используется проба на пластичность, сухое растирание. В лабораторных условиях гранулометрический состав определяется седиментацией частиц в водной среде. Пробы отбираются с минутным, часовым и суточным интервалом, высушиваются и взвешиваются.

Размеры частиц отражают различия в свойствах гранулометрических фракций, свойства которых напрямую зависят от удельной поверхности частиц и их химического и минералогического состава.

Гранулометрический состав — важнейшая характеристика почвы. От нее зависят очень многие свойства почвы и ее плодородие. Гранул ометрический состав оказывает существенное влияние на водно-физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность, накопление в почве гумуса, зольных элементов и азота.

Связь с илом характерна для запасов гумуса, поглощенных оснований, глубины появления карбонатов. Ил — главный поглотитель, абсорбент многих химических веществ, в том числе и загрязнителей окружающей среды, включая тяжелые металлы, радиоактивные элементы.

Гранулометрический состав играет существенную роль при регулировании водного режима почв и проведении оросительных и осушительных мелиорации. Он влияет на скорость просыхания почв, определяет скорость промачивания, фильтрационные свойства, высоту поднятия капиллярной каймы. Он определяет различное механическое сопротивление почв воздействию почвообрабатывающих орудий в связи с неодинаковой липкостью и плотностью песчаных и глинистых почв. Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке и называются легкими, а тяжелосуглинистые и. глинистые почвы — тяжелыми. Роющие животные выбирают легкосуглинистые, лессовидные, супесчаные почвы.

Существенную роль играет гранулометрический состав в тепловых свойствах почв: легкие почвы относятся к более «теплым», т. е. быстрее оттаивают и прогреваются. Тяжелые почвы считаются «холодными». Это имеет большое значение на северной границе распространения земледелия.

Обычно чем легче гранулометрический состав, тем меньше в почвах гумуса и элементов питания растений. По мере возрастания количества илистых частиц увеличивается и потенциальное плодородие. Однако потенциальное плодородие зависит не только от богатства почвы, но и от ее физического состояния. Так, очень тяжелые глинистые почвы хотя и могут содержать много гумуса и элементов питания, но снижают свое плодородие из-за ухудшения физических свойств. Это характерно для слитых почв черноземной полосы и долин рек, серых и бурых лесных почв, каштановых почв сухих степей. Негативное влияние высокого содержания глинистых частиц в почвах может быть компенсировано их хорошей оструктуренностью. Такие свойства типичны для черноземов, имеющих хорошую структуру при глинистом составе, для сероземов, обладающих карбонатной микроагрегатностью, для красных и желтых аллитных почв с железистой псевдопесчаной агрегатностью

5. Морфологические свойства: влажность, липкость, вскипание от НСl, новообразования и включения.

Почвенные новообразования.

Новообразования – скопления веществ различной формы и химического состава, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы в результате почвообразовательных процессов. По происхождению различают новообразования химического и биологического происхождения. Новообразования химического происхождения делят по форме и по химическому составу. По форме химические новообразования разделяют на группы:

1) налеты и выцветы - химические вещества, выступающие на поверхности почвы или на стенке разреза в виде тончайшей пленочки (например, растворимые соли);

2) потеки и корочки- вещества, которые выступая на поверхности почвы или по стенкам трещин, образуют слой небольшой толщины;

3) прожилки и трубочки- вещества, заполняющие ходы червей или корней, поры и трещины почв;

4) конкреции и стяжения- скопления различных веществ более или менее округлой формы;

5) прослойки- вещества, накапливающиеся в большом количестве, пропитывающие отдельные слои почв.

Новообразования биологического происхождения делят по происхождению на следующие группы:

1) червоточины - извилистые ходы и канальцы червей;

2) капролиты - зернистые клубочки экскрементов червей, представляющие собой кусочки земли, прошедшие через пищеварительный аппарат червей и пропитанные их выделениями;

3) кротовины- пустые или заполненные ходы роющих животных (сусликов, кротов, сурков);

4) корневины- полости, образующиеся после перегнивания крупных корней растений;

5) дендриты- «узоры» от перегнивания мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.

Группы новообразований: 1. Элювиальные - кремнеземистая присыпка или пятна кремнезема; характерна для подзолистых горизонтов, образуется из остаточного кварца. 2. Иллювиальные - известковые, марганцевые, песковые, железистые и гумусовые выцветы, примазки и подтёки; образуются в результате миграции веществ из верхних горизонтов в более глубокие, а затем их возвращение обратно. 3. Гидрогенно- аккумулятивные - легкорастворимые соли, известковые и железистые новообразования; происходит перенос веществ грунтовыми водами и их отложение. 4. Прикорневые - это чехлики и трубки разного состава, образующиеся вокруг корня. 5. Унаследованные - эти новообразования связаны с древними процессами почвообразующей породы. Новообразования дают возможность судить о генезисе и плодородии почв.

Включения – присутствующие в почве тела органического и неорганического происхождения, образование которых не связано с почвообразовательным процессом. По происхождению включения можно разделить на 4 группы. Литоморфы – обломки почвообразующей породы, рассеянные в почве (камни, валуны, галька). Криоморфы – различные формы льда, связанные с сезонной или вечной мерзлотой (конкреции, линзы, прожилки). Биоформы – включения, образование которых связано с деятельностью живых организмов: 1) остатки корней, стеблей, стволов растений; 2) кости животных; 3) раковины моллюсков; 4) окаменелости – окремнелые, обызвесткованные, загипсованные или ожелезненные остатки растений. Антропоморфы – предметы, связанные с деятельностью человека (фрагменты кирпича, стекла, металлические предметы, черепки и т.п.). К последним относятся археологические находки, позволяющие судить о возрасте почв.

Влажность почвы - содержание в почве влаги в твердом, жидком и газообразном состоянии. Влажность почвы определяется в процентах от массы сухой почвы или от объема. От соотношения влаги и воздуха в почве зависит в значительной степени рост и развитие растений.

ВОДА В ПОЧВЕ

Вода в почве имеет разные физические свойства в зависимости от взаимного расположения и взаимодействия молекул воды между собой и с другими фазами почвы (твердой, газовой, жидкой). Части воды, обладающие одинаковыми свойствами, получили название форм почвенной воды.

ФОРМЫ ВОДЫ

Твердая вода (лед) является одним из источников жидкой и парообразной воды.

Химически связанная вода включает конституционную и кри­сталлизационную влагу.

Конституционная вода входит в состав минералов (Аl(ОН)₃, Fe(OH)₃, глинистых и др.), органических и органо-минеральных со­единений в виде групп ОН. Кристаллизационная вода содержится в кристаллогидратах различных солей: гипс - CaSO., • 2Н₂О, мира­билит - Na₂SO₄ • 10Н₂О, битофит – MgCO₃ • 6Н₂О, гидрофилит -СаС1₂ • 6Н₂О и т. д.

Парообразная вода содержится в почвенном воздухе в виде во­дяного пара. Физически связанная (сорбированная) вода представлена двумя формами: прочносвязанная и рыхлосвязанная влага.

Капиллярная вода находится в капиллярах или на стыках (точках соприкосновения) почвенных частиц. Удерживается в почве силами менискового сцепления. Это основная форма влаги, используемая растениями. Она может находиться в разобщенном, или неподвижном состоянии (влага разрыва капилляров) или в капиллярно-подвижном, когда все капилляры заполнены. Капиллярная влага является продуктивной формой влаги в почвах. Она подразделяется на капиллярно-подвешенную и капиллярно-подпертую, др.

Свободная вода наблюдается в двух формах: капиллярная и гравитационная.

Капиллярно-подвешенная вода заполняет капиллярные поры при увлажнении почв сверху (после дождя или полива.

Капиллярно-подпертая вода образуется в почвах при подъеме воды снизу от горизонта грунтовых вод по капиллярам на некоторую высоту, т. е. это вода, которая содержится в слое почвы непо­средственно над водоносным горизонтом и гидравлически с ним свя­зана подпирается водами этого горизонта.

Гравитационная вода — свободная форма воды в почве Гравитационную воду делят на просачивающуюся гравитационную и воду водоносных горизонтов (подпертая гравитационная вода).

Пластичность — способность почвы изменять свою форму под влиянием внешних сил и сохранять эту форму впоследствии.

Пластичность проявляется только при увлажнении почвы и тесно связана с механическим составом (глинистые почвы пластичны, песчаные — непластичны). На пластичность влияют состав коллоидной фракции почвы, поглощенных катионов и содержание гумуса. Например, при содержании в почве натрия ее пластичность усиливается, а при насыщении кальцием — снижается. При высоком содержании гумуса пластичность почвы уменьшается.

Липкость — способность почвы прилипать к различным поверхностям. В результате прилипания почвы к рабочим частям машин и орудий увеличивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки почвы. Липкость возрастает при увлажнении. Высокогумусированные почвы (например, черноземы) даже при высоком увлажнении не проявляют липкости. У глинистых почв липкость наибольшая, у песчаных — наименьшая. Увеличение степени насыщенности почвы кальцием способствует уменьшению, а насыщение натрием — увеличению липкости. С липкостью связано такое агрономическое и ценное свойство почвы, как физическая спелость. Состояние, когда почва при обработке не прилипает к орудиям и крошится на комки, отвечает ее физической спелости.

Набухание — увеличение объема почвы при увлажнении. Оно присуще почвам, содержащим много коллоидов, и объясняется связыванием коллоидами молекул воды. Почвы с большим содержанием поглощенного натрия (солонцы) набухают больше, чем содержащие много поглощенного кальция. Набухание может вызвать неблагоприятные в агрономическом отношении изменения в пахотном горизонте. Вследствие набухания частички почвы могут быть настолько разделены пленками воды, что это приведет к разрушению структурных отдельностей.

Усадка — уменьшение объема почвы при высыхании. Это обратный процесс набуханию. При высушивании почвы вследствие усадки появляется трещиноватость.

Связностью и твердостью почвенной массы определяются такие важнейшие технологические показатели, как сумма энергетических затрат, расход горючего и смазочных материалов, износ машин и орудий.

Связность почвы — способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить ее частицы. Обусловливается она силами сцепления между частичками почвы. Связность определяет твердость почвы, то есть сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением какого-либо предмета. Определяется это свойство специальными приборами — твердомерами. Высокая твердость является признаком плохих физико-химических и агрофизических свойств почвы. Твердость почвы влияет на сопротивление при обработке.

Удельное сопротивление — усилие, затрачиваемое на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую плужную поверхность. В зависимости от механического состава, физико-химических свойств, влажности и агрохозяйственного состояния земли удельное сопротивление почвы изменяется в пределах от 0,2 до 1,2 кг/см2.

Про хлор это к вытяжкам….