Почва характеристика: Основные характеристики почв

Содержание

Основные характеристики почв

Цвет, механический состав, структура, новообразования — основные характеристики почвенных горизонтов.

Почва бывает разного цвета из-за того, что в ней как бы смешиваются цвета ее главных компонентов. От темно-серого и темно-коричневого до черного — таков основной цвет у органического вещества почв. Бурый и красный цвета имеют окислы трехвалентного железа. Сизые, голубоватые и зеленоватые тона характерны для минералов, содержащих закисные формы двухвалентного железа. Белую окраску почве придают зерна кварца и некоторых других минералов, а также известь, гипс и легкорастворимые соли — карбонаты, хлориды и сульфаты натрия и калия.

Механический состав почвы — это содержание в ней песчаных и глинистых частиц разного размера. Если много крупных песчаных частиц, то почва — песчаная, а если много мелких глинистых — глинистая. Есть еще супесчаные почвы, в которых крупных частиц меньше, чем в песках. В суглинистых почвах уже больше мелких частиц, и почвы ближе к глинистым. Песчаные и глинистые частички скрепляются между собой в комочки, зернышки или орешки, образуя соответственно комковатую, зернистую и ореховатую структуру почв. «Склеивают» их органическое вещество и особые физико-химические силы, возникающие на поверхности тонких частиц. Наконец, новообразования — это особые выделения в почвенном веществе, образующиеся в результате выпадения из растворов различных солей и соединений. Так, проникающий по ходу корня почвенный раствор потом испаряется, и из него выпадает известь — вокруг корня, как его чехол, образуется известковая тонкая трубочка. Почвенные новообразования сродни камням в почках у больного человека.

Почвенные горизонты отличаются также и по содержанию влаги, составу почвенного раствора, почвенного воздуха и живых организмов. Для полноценного произрастания растений необходимо равномерное соотношение твердого вещества почв, почвенных пор (мелких пустот между твердыми частицами), заполненных водой, и пор, заполненных воздухом. Такое равномерное соотношение можно наблюдать в огородных почвах или в верхних горизонтах черноземов после летнего дождя. Способность запасать в своих тонких порах воду за счет поверхностного натяжения и капиллярного поднятия — очень важное свойство почвы. Даже во время засухи почва снабжает такой капиллярной влагой корни растений. Почвенный раствор — это «кровь» почвы. Он переносит вещества с одного места на другое, создавая горизонты вымывания и вмывания веществ. Однако по тонким порам — капиллярам — из грунтовых вод на поверхность почв вместе с раствором попадают и вредные для растений легкорастворимые соли. Если почва длительное время наполнена водой и в ней мало пустот с воздухом, то она переувлажняется, что плохо для растений. Дело в том, что в этом случае состав почвенного воздуха сильно отличается от воздуха атмосферы Земли (в котором 21% кислорода и 0,03% углекислого газа) и приближается к атмосфере Венеры (в нем может быть 1 — 2% кислорода и 5 — 10% углекислого газа). В таких условиях замедляется развитие корней и растений в целом. В результате разложения органического вещества появляется легкий болотный газ метан (СН4).

Именно его выделения сопровождаются звуками, которые наводили ужас на героев повести А. Конан Дойла «Собака Баскервилей». В порах обычной, не переувлажненной почвы содержится 20% кислорода и 0,2 — 0,5% углекислого газа. Их содержание регулируют мириады почвенных организмов, потребляющие кислород и выделяющие углекислый газ. Только микроорганизмов в верхних горизонтах почв — сотни миллионов и миллиарды в I г. Среди них много бактерий, микроскопических грибов и водорослей. Много в почве и мелких беспозвоночных — дождевых червей, личинок и взрослых членистоногих, а также других животных — круглых червей и тихоходок. Помимо микроорганизмов на 1 м2 почвы обитают тысячи более крупных и миллионы мелких, не видимых невооруженным глазом почвенных животных. Общая масса почвенных организмов в сотни раз превосходит массу живущих на почве земноводных, пресмыкающихся, млекопитающих и птиц.

Почвенные организмы — для каждой почвы свои. Например, в лесных почвах очень много микроскопических грибов, а в степных черноземах их мало и преобладают бактерии, поэтому попадающие на поверхность растительные остатки в лесу и степи разлагаются по-разному, из-за чего и формируются разные почвенные горизонты. Почва — это настоящая пленка жизни. Под покровом леса образуется подстилка — опал листвы, хвои, веточек, трав и мхов, отчасти переработанный почвенными организмами. Если такой опад оказывается в условиях переувлажненной почвы, где намного меньше почвенных животных, перерабатывающих остатки растений, то здесь образуется горизонт торфа. В степи, где нет деревьев, остатки трав формируют горизонт степного войлока. Все эти горизонты состоят из органического вещества и почти не содержат минеральных частиц.

Часть органических остатков в результате отмирания корней попадает прямо внутрь почвы, а часть органического вещества затаскивается туда червями и другими животными. Здесь происходит взаимодействие органических веществ с минеральными, образуются органоминеральные соединения. Такие химические соединения и органические остатки внутри почвы называются гумусом, а почвенный горизонт темного цвета с его высоким содержанием — 1умусовым горизонтом. Это главный горизонт черноземов, мощность которого более 1 м. Обилие организмов «склеивает» почвенные частицы в прочные зернышки, поэтому у этих горизонтов формируется зернистая структура, которая обеспечивает корням прекрасный доступ воздуха. Если же условия для формирования почв не такие идеальные, как для черноземов, то под подстилкой могут формироваться горизонты вымывания, т. е. слои почв, из которых выносятся, вымываются минеральные соединения. При этом остаются только самые устойчивые минералы типа кварца, благодаря чему горизонты приобретают белесую окраску. Горизонты вымывания характерны для широко распространенных в лесах России подзолов и подзолистых почв. Но если что-то вымывается, то куда это уходит? Часть минеральных соединений уносится грунтовыми водами за пределы почв и, в конце концов, попадают в реки и моря, но часть менее растворимых веществ остается в более глубоких слоях почвы. Так образуются горизонты вмывания. В зависимости от того, какое вещество в них накапливается — соединения железа, гумус или различные соли, горизонты бывают бурыми, черными или белыми.

Бурые горизонты вмывания встречаются в подзолистых почвах, а светлые горизонты вмывания извести — в черноземах. Если почва переувлажнена, то в ней недостает кислорода, поэтому часть железа переходит в двухвалентное состояние, а почвенные горизонты в связи с этим приобретают сизые, голубоватые и зеленоватые тона, и, кроме того, они бесструктурны и липки. Такие горизонты называются глеевыми. Они чаще всего встречаются под болотными торфяными почвами. Вот из таких горизонтов: подстилки, торфа, гумусового, глеевого, вымывания и вмывания — состоит большинство почв мира.

Под водой и в пещерах нет почв в их классическом понимании. Под водой в донных осадках практически отсутствует воздух, а органическое вещество там накапливается не столько за счет местных подводных растений, сколько в результате «дождя трупов» морских организмов, питающихся в воде. Подводные илы — это не источник питания для организмов (они живут за счет веществ, растворившихся в воде), а, скорее, их кладбище. Там живут только донные организмы, составляющие небольшой процент от общего числа обитателей подводного мира. Донные осадки — это прекрасный пример биокосного тела, по В. И. Вернадскому, но не почва.

Основные физические свойства почв, определяющие воздействие ходовых систем машин в технологиях сельскохозяйственного производства

%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 5 0 obj /CreationDate (D:20201027110458+03'00') /Creator (pdfFactory Pro www.pdffactory.com) /Keywords /ModDate (D:20201027111458+03'00') /Producer (pdfFactory Pro 5.35 \(Windows 7 Ultimate x64 Russian\)) /Subject /Title >> endobj 2 0 obj > /Font > >> /Fields [] >> endobj 3 0 obj > stream 2020-10-27T11:14:58+03:002020-10-27T11:04:58+03:002020-10-27T11:14:58+03:00pdfFactory Pro www.pdffactory.comapplication/pdf

  • Перспективная техника и технологии в АПК : тезисы Международной научной конференции студентов, магистрантов и аспирантов, Минск, 18–26 мая 2020 г.
  • Основные физические свойства почв, определяющие воздействие ходовых систем машин в технологиях сельскохозяйственного производства
  • Никонов, С. Л.
  • плотность твердой фазы почвы
  • плотность скелета почвы
  • плотность почвы в естественном состоянии
  • порозность
  • физико-механические свойства почвы
  • пластичность почвы
  • набухание почвы
  • усадка почвы
  • усадка грунта
  • липкость почвы
  • сдвиг почвы
  • твердость почвы
  • влажность почвы
  • воздухоемкость почвы
  • воздухопроницаемость почвы
  • uuid:22019231-e979-44c2-aa24-44a6a516ee33uuid:e05cefff-8d07-4d66-9371-2b14f612c06bpdfFactory Pro 5.35 (Windows 7 Ultimate x64 Russian)плотность твердой фазы почвы; плотность скелета почвы; плотность почвы в естественном состоянии; порозность; физико-механические свойства почвы; пластичность почвы; набухание почвы; усадка почвы; усадка грунта; липкость почвы; сдвиг почвы; твердость почвы; влажность почвы; воздухоемкость почвы; воздухопроницаемость почвы endstream endobj 4 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj /I 28 0 R /P 35 >> /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] /XObject > >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 10 0 obj /I 28 0 R /P 36 >> /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 11 0 obj /I 28 0 R /P 37 >> /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 12 0 obj /I 28 0 R /P 38 >> /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 13 0 obj /I 28 0 R /P 39 >> /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 14 0 obj /I 28 0 R /P 40 >> /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 15 0 obj /I 28 0 R /P 41 >> /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 16 0 obj > endobj 17 0 obj > /Border [0 0 0] /H /N /QuadPoints [75.
    6 445.171 352.323 445.171 352.323 459.854 75.6 459.854 105.6 432.691 322.077 432.691 322.077 447.374 105.6 447.374] /Rect [75.6 432.691 352.323 459.854] /Subtype /Link /Type /Annot >> endobj 18 0 obj > stream HWKo0pK#N9 JHѪ/HqLlgs3ofy9ڮN

    Гадание по терруару

    Ключевое понятие в изучении вина – терруар: факторы окружающей среды, влияющие на вкус вина. Терруар – это не только почва, а совокупность множества характеристик: высоты над уровнем моря, рельефа, розы ветров, климата, животного мира, а также людей, которые участвуют в его формировании.

    К вопросам связи вина и геохимии обращаются уже давно. Одно из недавних исследований немецкого ученого-биолога подтвердило, что тип почвы меняет стиль вина. Andreas D. Peuke вырастил лозы рислинга на трех разных почвах и доказал, что химический состав этих лоз и, соответственно, виноград на них отличаются.

    Элис Фейринг (Alice Feiring) в своей книге The Dirty Guide to Wine пошла дальше всех, создав классификацию вина не по сортам винограда, не по странам или способам производства, а по типу почв.

    Если для наглядности представить себе многообразие почв в виде гадальных карт, можно попробовать «докопаться» не только до их характера и природы виноградников, но и определить некоторые свойства будущего вина, постигая таинства его рождения в различных терруарах.

    Ну что ж, тянем карту?

    Песчаные почвы

    Элегантные вина с яркой ароматикой, не слишком насыщенные в цвете и с низким танином.

    Характеристика почвы: отличительная особенность песчаных почв в том, что они прекрасно сохраняют тепло и обладают отличными дренажными свойствами. Если в пару к песчанику «прикупить» теплый климат, то мы получим мягкое вино с невысоким уровнем кислотности и округлыми танинами.

    В регионах с более прохладным климатом песчаные почвы помогают сохранять тепло, полученное днем, в течение всей ночи, и также помогают ароматике раскрыться. Отличительная особенность этого типа почв – устойчивость к вредителям. Виноделы, выращивающие свой виноград на песчанике, могут с минимальным риском обратиться к биодинамическому или органическому способу производства.


    Где найти: Пьемонт (Италия), Кампталь (Австрия), Калифорния (США) и Свартленд (ЮАР).

    Что попробовать: 

     


    Глинистые почвы

    Мощные вина с высоким содержанием экстракта и цвета.

    Характеристика почвы: глинистые почвы имеют тенденцию оставаться более прохладными, хотя также хорошо удерживают воду. Этот термин охватывает группу осадочных почв: собственно глину, сланец и мергель. Часто встречается и известняковая глина - почва с высоким содержанием карбоната извести, который нейтрализует внутреннюю кислотность глины. Ее низкая температура также задерживает созревание, поэтому вина, произведенные на почве этого типа, имеют тенденцию к более высокой кислотности.


    Где найти: Риоха и Рибера дель Дуэро (Испания), Помроль (Франция), некоторые регионы Италии и Австрии.

    Что попробовать: 

     

    Иловые почвы

    Гладкие и округлые вина с умеренной кислотностью.

    Характеристика почвы: ил обычно содержится в почве в малых долях. У него отлично получается сохранять влагу и насыщать корни органическими веществами. Как следствие, такая почва становится очень плодородной – лоза растет быстро, но ягоды набирают мало цвета и экстрактивности. Обычно ил идет в «миксе» с другими типами почв и дает виноград для создания тонких и спокойных вин.

    Илистую почву очень любит австрийский сорт грюнер вельтлинер. В раскладку к этой «карте» можно добавить несколько партнеров: аллювиальные почвы, которые обычно содержат ил, песок и гравий, и лесс – выветренный и декальцинированный тип почв. Он сравнительно быстро нагревается, а также обладает хорошими водоудерживающими свойствами.


    Где найти: часто встречается в Австрии, в Орегоне и Вашингтоне (США), аллювиальные почвы характерны для Лигурии (Италия).

    Что попробовать:

     

    Известняк, мел, ракушечник

    Свежие и элегантные вина с характерной минеральностью.

    Характеристика почвы: известняк формируется из окаменелостей моллюсков, рыб и других существ, которые когда-то жили в Мировом океане. Эта почва богата карбонатом кальция и магния, дает кислотные и часто долгоживущие вина. В них чувствуются минеральные ноты: нагревшийся на солнце шифер, мокрый мел или галечный пляж на морском берегу. Особо известен кимериджский известняк, встречающийся в Шабли, Шампани и Англии.

    Мел – это отдельный тип известняка, обеспечивающий лозам прекрасный дренаж и сохраняющий достаточное количество влаги. Кремний, часто встречающийся в известняковых почвах, способствует получению нежных, ароматных вин, развивающих при выдержке сильный букет.


    Где найти: в Шампани, Шабли, Сансере (все Франция). Также в Англии и Калифорнии. В Австрии встречаются участки известняка с вкраплением морских окаменелостей.

    Что попробовать:

     

    Вулканические почвы

     

    Аристократичные, изысканные вина с характерным «дымком»

    Характеристика почвы: соединения железа, кальция, калия и магния. Вина получаются очень аристократичными – тонкими и с хорошей кислотностью. В них чувствуется пресловутая минеральность с пикантным дымком. На вулканах обычно растут автохтонные сорта: ассиртико в Греции, нерелло маскалезе на Сицилии.

    90 процентов всех вулканических пород на основе лавы – это базальтовые почвы. Очень часто встречается туф. Он обладает хорошими дренажными свойствами, его можно найти в Долине Луары (Франция), Кампании (Италия), в некоторых микрозонах Венгрии и Израиля.


    Где найти: Гемме, Этна, Кампания (все Италия), Канарские острова, Баден (Германия)

    Что попробовать: 


    Каменистые почвы

    Сильные, сложные вина с характером.

    Характеристика почвы: в таких почвах встречаются гранит, гравий, речная галька, сланец и гнейс. Все эти почвы вбирают в себя тепло днем и сохраняют ночью, заряжают лозу минералами и обладают отличным дренажем. Каменистая почва не особенно плодородна – винограду приходится практически бороться за жизнь, поэтому вино получается мощным и концентрированным.


    Где найти: на сланце в Мозеле получается шикарный рислинг, на нем же в австрийском Бургенланде (это самый восток страны) делают блауфренкиш, а на гравии в Бордо – бленды на основе каберне совиньона. Кварцитовая галька – уникальное явление в Шатонеф-дю-Пап.

    Что попробовать: 

     

    Типов почв превеликое множество, даже больше, чем карт в колоде. Наверно, узнать про все нереально, но почва – не кофейная гуща, шансов услышать от нее правду намного больше.

     

    Автор: Дарья ЗАЙЦЕВА

    Фундаментальные гидрологические характеристики: научное обоснование и использование для текстурно-дифференцированных, макропористых и антропогенно-измененных почв - НИР

    Гидрологические характеристики почв являются важнейшими показателями особенностей функционирования почв и обеспечивают оценку водоудерживающей, влагопроводящей, сорбционной, миграционной, теплопроводящей способностей почв. Они во многом определяются особенностями строения почв и характеристиками порового пространства. Было уделено особое внимание подбору объектов, которые включили: почвы зонального ряда, имеющие свои особенности свойств и режимов, обусловленные природно-климатической зоной, почвы с выраженной естественной и антропогенно-созданной дифференцированностью почвенного профиля и загрязненные почвы. Были выбраны следующие варианты почв: (1) Тундрово-глеевые почв республики Коми, подвергнувшихся разным методам рекультивации после разлива нефти. Обоснование выбора: данный вариант интересен с двух позиций – как почва, имеющая естественную высокую степень текстурной дифференцированности профиля и содержащая остаточные количества нефтепродуктов. (2) Дерново-подзолистые почвы Московской области (Пушкинский район, с. Ельдигино). Обоснование: зональный тип почв с выраженной естественной дифференцированностью почвенного профиля. Выбраны варианты пахотной почвы и старопахотной под лесом. (3) Урбаноземы и конструктоземы г. Москвы. Они представлены вариантами с высокой и слабой выраженностью текстурной дифференциации и почвами, загрязненными городской пылью. (4) Черноземы выщелоченные слитые сверхмощные глинистые на делювиальных глинах республики Адыгея. Обоснование: данные почвы имеют выраженную трещиноватость в летние периоды, также представлены вариантами под пашней и лесом.(5) Бурые леcные кислые суглинистые на щебнистых элювиально-деллювиальных суглинках Черноморского побережья Краснодарского края, имеющие различную водопроницаемость и степень выраженности вертикальных и латеральных потоков влаги. Данные почвы также исследовались в двух вариантах землепользования. (6). Желтоземы Краснодарского края. Обоснование: почвы, приуроченные к локальным понижениям и имеющие слабо выраженную дифференцированность профиля. В 2016 г был разработан алгоритм полевых и лабораторных исследований, подобраны методы исследования, разработан, модифицированы и апробированы и предложены некоторые оригинальные методы исследования переноса влаги и веществ в лабораторных условиях, по экспериментальному определению влагозавядания растений, исследованию влияния загрязнения на водоудерживание и влагопроводность почв. В 2016 г. были проведены исследования ряда физических свойств подобранных почвенных объектов – для тундрово-глеевых почв, конструктоземов Москвы, дерново-подзолистых почв Московской области, слитых черноземов республики Адыгея, бурых лесных и желтоземов Краснодарского края определены профильные распределения плотности почв, коэффициента фильтрации, отобраны почвенные насыпные образцы и монолиты. Ведется съемка основной гидрофизический функции и выходных кривых. Было проведено исследование массопереноса в тундрово-глеевых почвах методом получения выходных кривых, показавших о взаимосвязь динамических (выходные кривые) и статических (кривые водоудерживания) характеристик порового пространства для почв легкого гранулометрического состава. На почвах разного генезиса (песок, низинный торф, горизонт Апах урбанозема г. Москвы) были получены кривые водоудерживания, выявившие снижение доступности влаги для растений при загрязнении городской пылью за счет гидрофобизации поверхности почв. Это может привести к формированию латеральных потоков влаги без увлажнения корнеобитаемого слоя и, вследствие этого, к угнетению растительного покрова, образованию открытых участков поверхности загрязненных почв и ухудшению экологической обстановке в городе Экспериментальное определение влагозавядания показало закономерно низкие величины, характерные для песка, и высокие - для торфа . Наиболее чувствительными к недостатку влаги являются проростки овса, а наиболее засухоустойчивыми – подсолнечника, наименее устойчива к токсическому воздействию городской пыли горчица.

    Почвы: характеристики и карты

    ГрунтУдельное сопротивление,
    среднее значение
    (Ом x м)
    Базальт2 000
    Бетон40 — 1 000
    Вода
    Вода морская0,2
    Вода прудовая40
    Вода равнинной реки50
    Вода грунтовая20 — 60
    Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт)
    Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом)500 — 1000
    Вечномёрзлый грунт (суглинок)20 000
    Вечномёрзлый грунт (песок)50 000
    Глина
    Глина влажная20
    Глина полутвёрдая60
    Гнейс разложившийся275
    Гравий
    Гравий глинистый, неоднородный300
    Гравий однородный800
    Гранит1 100 — 22 000
    Графитовая крошка0,1 — 2
    Дресва (мелкий щебень/крупный песок)5 500
    Зола, пепел40
    Известняк поверхностный3 000 — 5 000
    Ил30
    Каменный уголь150
    Кварц15 000
    Кокс2,5
    Лёсс (желтозем)250
    Мел60
    Мергель
    Мергель обычный150
    Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц)50
    Песок
    Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами10 — 60
    Песок, умеренно увлажненный60 — 130
    Песок влажный130 — 400
    Песок слегка влажный400 — 1 500
    Песок сухой1 500 — 4 200
    Супесь (супесок)150
    Песчаник1 000
    Садовая земля40
    Солончак20
    Суглинок
    Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами10 — 60
    Суглинок полутвердый, лесовидный100
    Суглинок при температуре –5 °C150
    Супесь (супесок)150
    Сланец графитовый55
    Супесь (супесок)150
    Торф
    Торф при температуре 10 °C25
    Торф при температуре 0 °C50
    Чернозём60
    Щебень
    Щебень мокрый3 000
    Щебень сухой5 000

    Подзолистые почвы

    КиДПР Подзолистые / Элювоземы / Светлоземы
    WRB Haplic ALBELUVISOLS
    Площадь 1,13%

    Условия формирования

    Подзолистые почвы формируются на равнинах и в горах преимущественно на суглинистых породах различного генезиса (моренных, покровных суглинках и др. ) под хвойными среднетаежными мохово-кустарничковыми лесами в условиях хорошего дренажа и промывного водного режима.

    Морфологическое строение профиля

    О — (АО) — ЕLЕLВtВtВtСС

    Профиль подзолистой почвы состоит из подстилки O мощностью 5–10 см, под которой может присутствовать тонкая прослойка грубого гумуса или прокрашенная потечным гумусом часть элювиального горизонта, мощность которой не превышает 3 см. Ниже залегает белесый элювиальный горизонт EL плитчато-листоватой структуры, сильно варьирующий по мощности (5–50 см). Он сменяется белесовато-бурым переходным горизонтом ELBt и далее текстурным горизонтом Bt бурого цвета, ореховато-призматической структуры с глинистыми кутанами на поверхности структурных отдельностей, который постепенно через горизонт ВtС переходит в почвообразующую породу С.

    Основные почвообразовательные процессы

    • Подстилкообразование
    • Грубогумусово-аккумулятивный — необязательный процесс
    • Кислотный гидролиз минералов
    • Лессиваж

    Хозяйственное использование

    Почвы кислые, бедные зольными элементами и азотом. При использовании под пашню требуют внесения органических и минеральных удобрений и известкования. Возделываются зерновые культуры, картофель, однолетние и многолетние травы. Леса имеют промышленное значение.

    Аналитическая характеристика подзолистой почвы [179]

    Свойства

    Подзолистые почвы характеризуются кислой и сильнокислой реакцией (рНсол. 3,5–5,0), малой емкостью катионного обмена, низкой насыщенностью основаниями (15–20%), малым содержанием гумуса (1–3% в горизонте ЕL) фульватного состава, четкой элювиально-иллювиальной дифференциацией илистой фракции и полуторных оксидов.

    И.С. Урусевская


    Микроморфологическая характеристика

    АО Содержит наряду с органической плазмой грубые растительные остатки, в том числе обугленные. Зерна скелета лишены покровов, корродированны.

    EL Характеризуется плитчатой структурой с внутренней дифференциацией тонкодисперсных частиц. Верхние части плитчатых структур отбелены и обезылены, нижние обогащены тонкодисперсным веществом, в результате чего формируется линзовидная микроструктура. Встречаются единичные железистые новообразования. Выражены межагрегатные, субпараллельные поры. Плазма основной массы гумусово-глинистого состава с раздельно-чешуйчатой оптической ориентацией.

    ELBtBt Отличается угловато-блоковой структурой с преобладанием межагрегатных пор и пор-трещин. Материал пылевато-плазменный с высокой оптической ориентацией тонкодисперсного вещества (струйчатой, спутано-волокнистой, вокругскелетной), отмечены стресс-кутаны.

    BtС Преобладают микрозоны с массивной структурой и с изолированными биогенными порами-каналами и ваги, на стенках которых присутствуют глинистые кутаны различной мощности. Кутаны имеют более сложный состав (пылевато-глинистый) и большую мощность по сравнению с вышележащими горизонтами. Материал пылевато-глинистый с преобладанием вокругскелетной оптической ориентации. Особенности микростроения кутан иллювиирования в наиболее крупных магистральных порах-трещинах позволяют предполагать их современный генезис [140, 210, 273].

    М.П. Лебедева-Верба, В.М. Колесникова


    Профильное распределение основных групп глинистых минералов

    Суглинистые подзолистые почвы отчетливо дифференцированы по содержанию и по минералогическому составу илистой фракции и чаще всего характеризуются элювиальным распределением ила. На фоне обеднения илом элювиальных горизонтов илистая фракция в этих горизонтах характеризуется повышенным содержанием каолинита и присутствием двух минералов, которых не было в почвообразующей породе, — вермикулита в самой верхней части элювиальной толщи и почвенного хлорита в средней и нижней части элювиального горизонта. В горизонте Вt в составе илистой фракции снижается содержание каолинита, и одним из преобладающих компонентов становится разбухающий минерал группы смектитов. По всему профилю одним из существенных компонентов ила является иллит.

    Т.А. Соколова


    • Подзолистые почвы, масштаб 1:60 000 000

    Виды почв, их особенности и способы улучшения

    Каждый из нас, кто хоть немного знаком с биологией, понимает, что успех выращивания садово-огородных культур зависит сразу от совокупности множества разносторонних факторов. Климатические условия, сроки посадки, сорт, своевременность и грамотность агротехнических приемов — вот далеко не все, что оказывает прямое влияние на урожай.

    Чернозём, богатая гумусом почва. © NRCS Soil Health

    Одним из основополагающих моментов, часто играющих доминирующую роль в исходе закладки сада и разбивки огорода, является тип почвы. Именно от того, какая на вашем участке почва, будет зависеть возможность выращивания тех или иных культур, необходимость в тех или иных удобрениях, частота поливов и прополок. Да, да! Все это может иметь существенные отличия и идти на пользу или во вред, если не знать с какой почвой имеешь дело.

    Основные виды почв

    К основным видам почв, с которыми чаще всего сталкиваются огородники России, относятся: глинистая, песчаная, супесчаная, суглинистая, известковая и болотистая. Каждая из них имеет как положительные, так и отрицательные свойства, а значит отличается в рекомендациях по улучшению и подбору культур. В чистом виде они встречаются редко, в основном в комбинации, но с преобладанием определенных характеристик. Знание этих свойств составляет 80 % успеха хорошего урожая.

    Глинистая почва. © nosprayhawaii

    Глинистая почва

    Определить глинистую почву достаточно легко: после перекопки она имеет крупнокомковатую плотную структуру, в дожди жирно липнет к ногам, плохо впитывает воду, легко слипается. Если из горсти такой земли (влажной) скатать длинную колбаску — ее можно легко согнуть в кольцо, при этом она не станет рассыпаться на части или трескаться.

    В связи с высокой плотностью, такая почва считается тяжелой. Она медленно прогревается, плохо вентилируется, имеет низкий коэффициент водопоглощения. Поэтому выращивать на ней культуры достаточно проблематично. Однако, если глинистую почву грамотно окультурить, она способна стать достаточно плодородной.

    Чтобы облегчить и обогатить данный вид почвы, рекомендуется периодическое внесение песка, торфа, золы и извести. Песок снижает показатели влагоемкости. Зола обогащает питательными элементами. Торф разрыхляет и увеличивает водопоглощающие свойства. Известь снижает кислотность и улучшает воздушный режим почвы.

    Сколько чего вносить — вопрос индивидуальный, напрямую связанный с показателями именно вашего грунта, которые точно можно определить только в лабораторных условиях. Но, в целом: песка — не более 40 кг на 1 м², извести — около 300-400 г на м², под глубокую перекопку один раз в 4 года (на почвах со слабокислой реакцией), для торфа и золы ограничений нет. Если есть выбор органики, то лучшим вариантом для повышения плодородия глинистых почв является конский навоз. Не бесполезным будет и высев сидератов, таких как горчица, рожь, овес.

    Растениям на глинистых почвах приходится не легко. Плохая прогреваемость корней, недостаток кислорода, застой влаги, образование почвенной корки работают не на пользу урожая. Но все же деревья и кустарники, имея достаточно мощную корневую систему, данный тип почв переносят хорошо. Из овощей на глине неплохо себя чувствуют картофель, свекла, горох и топинамбур.

    Для остальных культур можно порекомендовать высокие грядки, посадку на гребнях, применение меньшей глубины заделки семян и клубней в почву, высадку рассады наклонным способом (для лучшего прогревания корневой системы). Среди агротехнических приемов, особенное внимание на глинистых почвах необходимо уделять рыхлению и мульчированию.

    Песчаная почва. © extension

    Песчаная почва

    Песчаная почва относится к легким видам почв. Узнать ее так же не составит труда: она рыхлая, сыпучая, легко пропускает воду. Если горсть такой земли взять в руки и попробовать сформировать комок — ничего не получится.

    Все качества, присущие песчаным почвам, являются и их плюсом, и их минусом. Такие почвы быстро прогреваются, хорошо аэрируются, легко обрабатываются, но вместе с тем быстро охлаждаются, скоро пересыхают, слабо удерживают в зоне корней минеральные вещества (питательные элементы вымываются водой в глубинные слои грунта). В результате этого они бедны на наличие полезной микрофлоры и плохо пригодны для выращивания каких-либо культур.

    Чтобы повысить плодородие таких почв, необходимо постоянно заботиться об улучшении их уплотняющих и связующих свойств. Регулярные внесения торфа, компоста, перегноя, глиняной или буровой муки (до двух ведер на 1 м²), применение сидератов (с заделкой в почву), качественное мульчирование уже через 3 — 4 года дают достойный устойчивый результат.

    Но даже если участок еще только в процессе окультуривания, на нем можно выращивать морковь, лук, дыни, клубнику, смородину, плодовые деревья. Несколько хуже на песчаных почвах будут себя чувствовать капуста, горох, картофель и свекла, однако если удобрять их быстродействующими удобрениями, в малых дозах и достаточно часто, то можно добиться хороших результатов.

    Для тех, кто возиться с окультуриванием не хочет, существует другой способ возможности облагораживания данных почв — создание искусственного плодородного слоя путем глинования. Для этого, на месте грядок, необходимо устроить глинистый замок (выложить глину слоем в 5-6 см) и на него насыпать 30-35 см супесчаной или суглинистой почвы, взятой со стороны.

    Супесчаная почва. © pictonsandandsoil

    Супесчаная почва

    Супесчаная почва — еще один вариант легких по механическому составу грунтов. По своим качествам она схожа с песчаными почвами, но содержит несколько больший процент глинистых включений, а значит обладает лучшей удерживающей способностью к минеральным и органическим веществам, не только быстро прогревается, но и долго удерживает тепло, меньше пропускает влагу и медленнее пересыхает, хорошо аэрируется и легко поддается обработке.

    Определить ее можно тем же методом сдавливания горсти влажной земли в колбаску или комок: если она формируется, но плохо удерживает форму — перед вами супесчаный грунт.

    Расти на таких почвах может все, при обычных методах агротехники и выборе районированных сортов. Это один из неплохих вариантов для садов и огородов. Однако приемы повышения и поддержания плодородия для данных почв так же не окажутся лишними. На них рекомендовано регулярно вносить органику (в обычных дозах), высевать сидеральные культуры, проводить мульчирование.

    Суглинистая почва. © gardendrum

    Суглинистая почва

    Суглинистая почва — самый подходящий вид почв для выращивания садово-орогодных культур. Она легко поддается обработке, содержит большой процент питательных элементов, имеет высокие показатели воздухо- и водопроводимости, способна не только сохранять влагу, но и равномерно распределять ее по толще горизонта, хорошо удерживает тепло. Если взять пригоршню такой земли в ладони и скатать ее, то можно легко сформировать колбаску, которую, однако, нельзя согнуть в кольцо, так как при деформировании она развалится.

    Благодаря совокупности имеющихся свойств, суглинистую почву не нужно улучшать, а необходимо только поддерживать ее плодородие: мульчировать, вносить под осеннюю перекопку навоз (3-4 кг на 1 м кв.) и, по мере надобности, подкармливать высаженные на ней культуры минеральными удобрениями. Выращивать на суглинистых почвах, можно все.

    Известковая почва. © midhants

    Известковая почва

    Известковая почва относится к категории бедных почв. Обычно она имеет светло-коричневый цвет, большое количество каменистых включений, характеризуется щелочной средой, при повышенных температурах быстро нагревается и пересыхает, плохо отдает растениям железо и марганец, может иметь тяжелый или легкий состав. У выращиваемых культур на такой почве желтеет листва и наблюдается неудовлетворительный рост.

    Чтобы улучшить структуру и повысить плодородие известковых почв необходимо регулярно вносить органические удобрения, причем не только под основную обработку, но и в виде мульчи, высевать сидераты, применять калийные удобрения.

    Выращивать на данном виде грунтов, можно все, но при частом рыхлении междурядий, своевременных поливах и продуманном применении минеральных и органических удобрений. От слабой кислотности будут страдать: картофель, томаты, щавель, морковь, тыква, редька, огурцы и салаты, поэтому подкармливать их нужно удобрениями, склонными подкислять, а не подщелачивать почву (например, сульфатом аммония, мочевиной).

    Торфяной среднеразложившийся горизонт дерново-подзолистой почвы. © own work

    Болотистая почва

    Болотистые или торфяные почвы, так же находят применение под разбивку садово-огороднических участков. Однако, назвать их хорошими для выращивания культур достаточно сложно: содержащиеся в них элементы питания мало доступны для растений, воду они впитывают быстро, но так же быстро и отдают, плохо прогреваются, часто имеют высокий показатель кислотности. Зато, такие почвы хорошо задерживают минеральные удобрения и легко поддаются окультуриванию.

    Чтобы улучшить плодородие болотистых почв, необходимо насытить землю песком (для этого необходимо проводить глубокие перекопки так, чтобы поднять песок с нижних слоев) или глиняной мукой, на особо кислых вариантах применять обильное известкование, заботиться о повышении в земле содержания полезных микроорганизмов (вносить навоз, навозную жижу, компост, не обходить стороной микробиологические добавки), не забывать о калийно-фосфорных удобрениях.

    Если закладывать сад на торфяных почвах, то лучше высаживать деревья либо в ямы, с индивидуально заложенным под культуру грунтом, либо в насыпные холмы, высотой от 0,5 до 1 м.

    Под огород тщательно окультуривать землю, или, как в варианте с песчаными почвами, закладывать глиняную прослойку и уже на нее засыпать перемешанный с торфом суглинок, органические удобрения и известь. А вот если выращивать только крыжовник, смородину, черноплодную рябину и садовую землянику, то можно ничего и не делать — только поливать и выпалывать сорняки, так как данные культуры на таких почвах удаются и без окультуривания.

    Чернозём. © carlfbagge

    Черноземы

    И, конечно же, говоря о почвах, сложно не упомянуть про черноземы. На наших дачных участках они встречаются не так часто, но достойны особого внимания.

    Черноземы — это почвы высокого потенциального плодородия. Устойчивая зернисто-комковатая структура, высокое содержание гумуса, большой процент кальция, хорошие водопоглощающие и водоудерживающие способности позволяют рекомендовать их, как лучший вариант для выращивания сельскохозяйственных культур. Однако, как и любые другие почвы они имеют свойство истощаться от постоянного использования, поэтому уже через 2-3 года после их разработки, на грядки рекомендуется вносить органические удобрения, высевать сидераты.

    Кроме того, черноземы сложно назвать легкими почвами, исходя из этого, их часто разрыхляют внесением песка или торфа. Так же они могут быть кислыми, нейтральными и щелочными, что так же требует своей корректировки.

    Чернозём. © Axel Hindemith

    Чтобы понять, что перед вами действительно чернозем необходимо взять гость земли и сжать ее в ладони, на руке должен остаться черный жирный отпечаток.

    Некоторые путают чернозем с торфом — тут тоже существует прием для проверки: мокрый комок грунта нужно отжать в руке и положить на солнце — торф высохнет мгновенно, чернозем же будет долго удерживать влагу.

    Свойства почвы - Science Learning Hub

    Все почвы содержат минеральные частицы, органические вещества, воду и воздух. Их комбинации определяют свойства почвы - ее текстуру, структуру, пористость, химический состав и цвет.

    Текстура почвы

    Почва состоит из частиц разного размера. Текстура почвы относится к размеру частиц, из которых состоит почва, и зависит от доли песка, ила, частиц размером с глину и органических веществ в почве.Песчаные почвы кажутся песчаными, если их растереть между пальцами. Ил на ощупь гладкий - немного похож на муку. Большинство глин липкие и пластичные. Если вы когда-нибудь использовали гончарную глину, вы знаете это чувство.

    Почвы состоят из различных комбинаций частиц песка, ила и глины. Почвы, представляющие собой смесь песка, ила и глины, называются суглинками. Название почвы часто определяет доминирующую частицу, например, илистый суглинок Тимару описывает почву, в которой преобладает ил. Другими примерами новозеландских почв являются глина Вайкаре и песок Те Копуру.

    Текстура почвы может влиять на то, являются ли почвы свободным дренажем, удерживают ли они воду и насколько легко корни растений прорастают.

    • Частицы песка довольно большие. Пористые пространства между частицами в песчаных почвах также довольно большие. Это позволяет воде быстро стекать, а воздуху попадать в почву. Песчаные почвы зимой не заболачиваются, но летом могут быть засухи.
    • Частицы ила слишком малы, чтобы их можно было увидеть глазами. Иловые почвы имеют гораздо меньшие поры, но их намного больше.
    • Частицы глины меньше 0,002 мм в диаметре. Глинистые почвы плохо дренированы и намного дольше задерживают воду в своих поровых пространствах. Однако они могут стать очень твердыми, если высохнут.

    Структура почвы

    Структура почвы описывает способ скопления частиц песка, ила и глины. Органические вещества (разлагающиеся растения и животные) и почвенные организмы, такие как дождевые черви и бактерии, влияют на структуру почвы. Глины, органические вещества и материалы, выделяемые почвенными организмами, связывают частицы почвы вместе, образуя агрегаты.Структура почвы важна для роста растений, регулирует движение воздуха и воды, влияет на развитие корней и влияет на доступность питательных веществ. Почвы хорошего качества рыхлые (рыхлые) и имеют мелкие заполнители, поэтому почва легко разрушается, если вы ее сдавливаете. Плохая структура почвы имеет крупные, очень плотные комья или вообще ее отсутствие.

    Пористость почвы

    Пористость почвы относится к порам в почве. Пористость влияет на движение воздуха и воды. Здоровые почвы имеют множество пор между агрегатами и внутри них.На почвах низкого качества мало видимых пор, трещин или ям. Способ обработки почвы может повлиять на ее пористость. Например, посмотрите на районы вокруг вашей школы, по которым ученики регулярно ходят пешком. Если трава истерта, а почва обнажена, она часто выглядит иначе, потому что она уплотнена и изменилась ее структура и пористость. Это также области, где образуются лужи, потому что вода не может стекать.

    Химия почвы

    Глины и органические вещества в почве несут отрицательный заряд.Вода в почве растворяет питательные вещества и другие химические вещества. Такие питательные вещества, как калий и аммоний, имеют положительный заряд. Их привлекают отрицательно заряженные органические и минеральные вещества, и это предотвращает их потерю в результате выщелачивания при движении воды через почву. Нитрат имеет отрицательный заряд, поэтому в большинстве почв он не защищен от выщелачивания.

    Почвы могут быть кислыми, щелочными или нейтральными. PH почвы влияет на усвоение питательных веществ и рост растений. Некоторые растения, такие как кумара и картофель, лучше всего растут в более кислой почве (pH 5.0–6,0). Морковь и салат предпочитают почвы с нейтральным pH 7,0. Со временем почва может стать более кислой из-за вымывания минералов. Известь часто добавляют в почву, чтобы сделать ее менее кислой. Загоны Новой Зеландии регулярно покрываются известью для улучшения роста пастбищ.

    Цвет почвы

    Если вы думали, что все почвы коричневые, подумайте еще раз. Цвета почвы варьируются от черного до красного и белого. Иногда даже может быть синим! Цвет почвы в основном зависит от органических веществ и железа. Верхний слой почвы часто бывает темным из-за органических веществ.Ровный однотонный цвет означает, что почва хорошо дренирована. Напротив, ржавые пятна и серые пятна (иногда даже голубого цвета) указывают на плохой дренаж.

    Сопутствующее мероприятие

    В этом упражнении учащиеся проводят визуальную оценку почвы, чтобы изучить структуру почвы и найти дождевых червей.

    Природа науки

    Для научного общения нам необходимо использовать правильные термины, словарный запас и условные обозначения. Одна из конвенций предполагает использование древнегреческих или латинских слов для разработки новых терминов.Например, почвоведение - это научное изучение почв. Название происходит от двух греческих слов - «педон», что означает почва, и «логос», что означает изучение.

    Полезные ссылки

    Текстура почвы влияет на то, как вода движется через почву. Послушайте, как почвовед Сэм Каррик обсуждает новый способ изучения движения воды и мочи животных в каменистых почвах Кентербери в этом интервью RNZ.

    Физические свойства почвы | Почвы 4 Учителя

    Текстура почвы

    Частицы, из которых состоит почва, делятся на три группы по размеру - песок, ил и глина.Частицы песка самые большие, а частицы глины самые маленькие. Большинство почв представляют собой комбинацию этих трех. Относительное процентное содержание песка, ила и глины - вот что придает почве ее текстуру. Например, почва с текстурой глинистого суглинка состоит из примерно равных частей песка, щели и глины. Эти текстурные разделения являются результатом процесса выветривания.


    Это изображение, на котором сравниваются вместе размеры песка, ила и глины. Песок самый крупный. Глина самая мелкая.

    На треугольнике текстуры почвы представлены 12 классов текстуры почвы.Этот треугольник используется для того, чтобы такие термины, как «глина» или «суглинок», всегда имели одно и то же значение. Каждая текстура соответствует определенному процентному содержанию песка, ила или глины. Знание текстуры помогает нам управлять почвой.


    Структура почвы

    Структура почвы - это расположение частиц почвы в небольшие комки, называемые слоями или агрегатами. Частицы почвы (песок, ил, глина и даже органические вещества) связываются вместе, образуя ступени. В зависимости от состава и условий, в которых образовались пешеходные дорожки (намокание и высыхание, замерзание и оттаивание, пешеходный поток, сельское хозяйство и т. Д.) педаль имеет особую форму. Они могут быть зернистыми (например, садовая почва), блочными, столбчатыми, пластинчатыми, массивными (например, лепная глина) или однокомпонентными (например, пляжный песок). Структура соотносится с поровым пространством в почве, которое влияет на рост корней, движение воздуха и воды.

    Узнайте больше и загрузите наш информационный лист Soil Texture .

    Цвет почвы


    Цвет почвы измеряется ее оттенком (фактический цвет), значением (насколько он светлый и темный) и насыщенностью цвета (интенсивностью).

    На цвет почвы в первую очередь влияет минералогия почвы, которая сообщает нам, что находится в конкретной почве. Почвы с высоким содержанием железа имеют цвет от темно-оранжевого до желтовато-коричневого. Почвы с высоким содержанием органического вещества - темно-коричневые или черные. Цвет также может сказать нам, как «ведет себя» почва: хорошо дренируемая почва ярко окрашена, а та, которая часто бывает влажной и сырой, будет иметь пятнистый узор из серых, красных и желтых оттенков. Узнайте больше о цвете почвы!

    чтений: характеристики почвы | Геология

    Введение

    Без механического и химического выветривания, разрушающего горную породу, на Земле не было бы никакой почвы.Маловероятно, что люди или большинство других существ могли бы жить на Земле без почвы. Дерево, бумага, хлопок, лекарства и даже чистая вода нуждаются в почве. Таким образом, почва - это ценный ресурс, за которым необходимо тщательно ухаживать и ухаживать. Хотя почва является возобновляемым ресурсом, на ее обновление уходит много времени.

    Рис. 1. Торф настолько богат органическими веществами, что его можно сжигать для получения энергии.

    Хотя почва представляет собой лишь очень тонкий слой на поверхности Земли над твердыми породами внизу, именно здесь встречаются атмосфера, гидросфера, биосфера и литосфера.Внутри слоя почвы происходят важные реакции между твердыми породами, жидкой водой, воздухом и живыми существами. Грунт представляет собой сложную смесь различных материалов.

    • Около половины большинства почв составляют неорганические материалы, такие как продукты выветривания горных пород, включая гальку, песок, ил и частицы глины.
    • Около половины всех почв составляют органические материалы, образовавшиеся в результате частичного разложения и разложения растений и животных. Органические материалы необходимы для того, чтобы почва была плодородной.Органическая часть обеспечивает питательные вещества, такие как азот, необходимые для сильного роста растений.
    • Между прочными частями есть крошечные промежутки, заполненные воздухом и водой.

    Рис. 2. Дождевые черви и насекомые - важные обитатели почв.

    В некоторых почвах органическая часть может отсутствовать, например, в песке пустыни. Или почва может быть полностью органической, например, из материалов, из которых состоит торф на болоте или болоте (рис. 1).

    Почва сама по себе является экосистемой.В пространствах почвы обитают тысячи или даже миллионы живых организмов. Эти организмы могут быть кем угодно, от дождевых червей, муравьев, бактерий или грибов (рис. 2).

    Климат

    Ученые знают, что климат является наиболее важным фактором, определяющим тип почвы, потому что по прошествии некоторого времени разные типы горных пород в данном климате дадут схожую почву. Даже один и тот же тип породы в разном климате не создаст одинаковый тип почвы. Это верно, потому что большинство горных пород на Земле состоит из тех же восьми элементов, и когда горная порода разрушается, превращаясь в почву, эти элементы преобладают.

    Те же факторы, которые приводят к усилению выветривания, также приводят к большему почвообразованию.

    • Чем больше дождя, тем больше химических реакций с погодными минералами и горными породами. Эти реакции наиболее эффективны в верхних слоях почвы, где вода свежая и еще не вступила в реакцию с другими материалами.
    • Увеличение количества осадков увеличивает количество растворенной породы, а также количество материала, уносимого движущейся водой. По мере уноса материалов открываются новые поверхности, что также увеличивает скорость выветривания.
    • Повышенная температура увеличивает скорость химических реакций, что также увеличивает почвообразование.
    • В более теплых регионах растения и бактерии растут быстрее, что способствует погодным условиям и образованию почвы. В тропических регионах, где температура и осадки постоянно высоки, образуются толстые почвы. Засушливые районы имеют тонкие почвы.

    Тип почвы также влияет на тип растительности, которая может произрастать в регионе. Мы можем определить типы климата по типам растений, которые там растут.

    Rock Тип

    Исходная порода является источником неорганической части почвы. Минералы, присутствующие в породе, определяют состав материала, из которого можно сделать почву. Почвы могут образовываться на месте или из перемещенного материала.

    • Остаточные почвы образуются на месте. Нижележащая порода разрушается, образуя слои почвы, расположенные над ней. Лишь около одной трети почв в Соединенных Штатах - остаточные.
    • Перевезенные почвы привезены откуда-то еще. Осадки могут переноситься ледниками, ветром, водой или силой тяжести. Почвы образуются из рыхлых частиц, которые были перевезены на новое место и отложены.

    Наклон

    Чем круче склон, тем меньше вероятность того, что материал останется на месте и образует почву. Материал на крутом склоне может идти под гору. Материалы будут накапливаться, и почва образуется там, где участки земли плоские или слегка холмистые.

    Время

    Почвы утолщаются по мере увеличения времени, доступного для выветривания. Чем дольше почва остается на определенном участке, тем больше степень изменения.

    Биологическая активность

    При частичном разложении растительного материала и останков животных в почве образуются органические материалы и питательные вещества. В почве разлагающиеся организмы разрушают сложные органические молекулы растительного вещества и останков животных с образованием более простых неорганических молекул, растворимых в воде.Разлагающиеся организмы также создают органические кислоты, которые увеличивают скорость выветривания и почвообразования. Бактерии в почве превращают атмосферный азот в нитраты.

    Разложившиеся остатки растений и животных называются перегноем , который является чрезвычайно важной частью почвы. Гумус покрывает минеральные зерна. Он связывает их в комки, которые затем скрепляют почву, создавая ее структуру. Гумус увеличивает пористость почвы и ее водоудерживающую способность, а также помогает смягчить быстрые изменения кислотности почвы.Гумус также помогает почве удерживать питательные вещества, повышая ее плодородие. Плодородные почвы богаты азотом, содержат высокий процент органических веществ и обычно имеют черный или темно-коричневый цвет. Почвы с низким содержанием азота и органического материала могут быть серыми, желтыми или даже красными. Плодородные почвы легче обрабатывать.

    Краткое содержание урока

    • Почва - важный ресурс. Жизнь на Земле не могла бы существовать, как сегодня, без почвы.
    • Тип почвы, которая образуется, зависит в основном от климата и, в меньшей степени, от исходного материала материнской породы и других факторов.

    Вопросы для размышления

    • Какие навыки помогает вам развить этот контент?
    • Какие ключевые темы освещаются в этом содержании?
    • Как содержание этого раздела может помочь вам продемонстрировать владение определенным навыком?
    • Какие вопросы у вас есть по поводу этого содержания?

    Знакомство с почвами: качество почвы

    Сбор образца почвы для измерения качества почвы. Фото любезно предоставлено Penn State Extension.

    Здоровье почвы - это основа продуктивного земледелия.Плодородная почва обеспечивает растения необходимыми питательными веществами. Важные физические характеристики структуры и агрегации почвы позволяют воде и воздуху проникать внутрь, а корням - исследовать. Здоровье почвы и качество почвы - это термины, которые используются как синонимы для описания почв, которые не только плодородны, но также обладают полезными физическими и биологическими свойствами. Какое качество почвы? Качество почвы - это то, насколько хорошо почва выполняет то, что мы хотим. Качество почвы - это способность определенного типа почвы функционировать для поддержания продуктивности растений и животных, поддержания или улучшения качества воды и воздуха, а также поддержания здоровья и жизни людей.

    Плодородие почвы

    Плодородие почвы - это способность почвы обеспечивать питательные вещества, необходимые для роста сельскохозяйственных культур. Основные питательные вещества, которые растения получают из почвы, включают азот, фосфор, калий, кальций и магний. Часто для хорошего роста сельскохозяйственных культур нам необходимо дополнить почву питательными веществами, добавляя удобрения, навоз или компост. Растения потребляют много других питательных веществ из почвы, но обычно этих вторичных питательных веществ в почве достаточно, поэтому нет необходимости добавлять больше.

    pH почвы - еще один важный аспект плодородия почвы. pH не является питательным веществом для растений, а скорее является мерой кислотности почвы. Большинство сельскохозяйственных культур лучше всего растут, когда pH почвы падает между 6,2 и 6,8. Это диапазон, в котором корни растений могут лучше всего поглощать большинство питательных веществ из почвы.

    Органическое вещество

    Органическое вещество состоит из остатков растений и животных, живых и мертвых почвенных микроорганизмов и веществ, образующихся в результате разложения. Большинство сельскохозяйственных почв содержат лишь небольшую долю органического вещества (обычно менее 5%), но это небольшое количество играет очень большую роль в качестве почвы.Органическое вещество почвы имеет тенденцию улучшать плодородие почвы, структуру почвы и биологическую активность почвы. Органические вещества добавляются в почву через покровные культуры, навоз, компост и севооборот.

    Текстура почвы

    Текстура почвы - важная характеристика почвы, которая влияет на многие аспекты качества почвы. Текстурный класс почвы определяется процентным содержанием песка, ила и глины. Почвы обычно состоят из смеси трех размеров частиц. Частицы песка относительно крупные, частицы глины очень маленькие по сравнению с песком, а частицы ила имеют средний размер.Частицы глины и ила удерживают на своей поверхности больше воды и питательных веществ для растений, чем частицы песка. Текстура почвы является неотъемлемым свойством почвы и не меняется при различных методах управления. Почвы можно разделить на четыре основных структурных класса: (1) пески; (2) илы; (3) суглинки; и (4) глины. Они основаны на пропорции размеров частиц, обнаруженных в каждой почве.

    Частицы почвы сильно различаются по размеру, как показано на этом рисунке. Иллюстрация любезно предоставлена ​​Мэг ДеБрито.

    Знание текстуры почвы дает вам довольно много информации о том, насколько хорошо почва удерживает воду, удерживает и выделяет питательные вещества и реагирует на различные методы обработки почвы. Например, глинистая почва будет содержать больше питательных веществ и воды по сравнению с песчаной почвой, но будет более восприимчива к уплотнению при вспашке и культивации.

    В то время как текстура почвы представляет собой пропорцию трех типов частиц почвы (песок, ил и глина), структура почвы указывает на то, как эти частицы расположены в пространстве.Мы не можем изменить структуру почвы, но мы можем управлять почвой, чтобы улучшить структуру почвы. Почва с хорошей структурой имеет примерно 40-60% своего объема в поровом пространстве или пустом пространстве между частицами почвы. Вода и воздух могут попасть в эти поры, и корни могут прорасти в эти пространства.

    В здоровой почве частицы песка, ила и глины не плавают сами по себе. Они соединяются с другими частицами, частицами органического вещества и небольшими порами в агрегаты почвы. Более прочные и устойчивые агрегаты склеиваются, даже если их ударила капля дождя или их раздавили шаги.Горсть здоровой почвы кажется рассыпчатой ​​и легкой, в основном из-за этих устойчивых агрегатов.

    Уплотнение

    Уплотнение грунта происходит, когда агрегаты грунта сдвигаются ближе друг к другу и поровые пространства сокращаются. Обычно это происходит, когда тяжелые тракторы, грузовики и другие машины проезжают по почве, особенно если почва влажная. Почвы могут уплотняться не только на поверхности, но и в слое почвы чуть ниже глубины обработки (уплотнение грунта). Растениям трудно расти в уплотненной почве, потому что агрегаты почвы сжимаются, оставляя мало пор для воздуха и воды, которые необходимы для роста корней.

    Растения плохо растут на уплотненных почвах, потому что между частицами почвы остается меньше места для прорастания корней. Иллюстрация любезно предоставлена ​​Мэг ДеБрито.

    Влагоудерживающая способность

    Влагоудерживающая способность почвы - это количество воды, которое данная почва может удерживать, а затем сделать доступной для использования растениями. Влагоудерживающая способность в значительной степени определяется структурой почвы и количеством поровых пространств в почве, где можно найти воду и воздух. Песчаные почвы имеют более низкую водоудерживающую способность, в то время как ил и глинистые почвы имеют тенденцию к более высокой водоудерживающей способности.Культуру, выращенную на песчаной почве, необходимо будет поливать чаще, но с меньшим количеством воды, чем культуру, выращенную на глинистой или илистой почве. Глиняная или илистая почва будет содержать больше воды, поэтому ее можно будет поливать реже. Уплотненный грунт имеет меньше пор для воды и, следовательно, более низкую водоудерживающую способность.

    Биологическая активность почвы

    Здоровые почвы изобилуют живыми организмами: бактериями, грибами, насекомыми, дождевыми червями и т. Д. По мере того, как эти живые существа проходят свой жизненный цикл, они выполняют множество функций, которые помогают улучшить качество почвы.Почвенные организмы разлагают свежие органические вещества, такие как пожнивные остатки и навоз. При этом они помогают частицам почвы слипаться в устойчивые агрегаты. Они также создают гумус - форму органического вещества, которое не разлагается дальше, что помогает почве удерживать воду и питательные вещества. В почвах с более высокой биологической активностью, как правило, меньше болезнетворных организмов растений. Дождевые черви туннелируют через почву, открывая пути для воздуха и воды, чтобы проникнуть в почву.

    Сохранение почвы

    Когда вода от дождя или ирригации омывает голую почву, или ветер дует на голую почву, частицы почвы могут быть смыты или унесены ветром за пределы поля.Этот процесс называется эрозией почвы; методы ведения сельского хозяйства, которые мы используем для предотвращения эрозии, известны как методы сохранения почвы. Здоровая почва - очень ценный природный ресурс, и мы не хотим терять почву на наших полях. Частицы почвы, которые размываются с полей, могут вызывать экологические проблемы, такие как загрязнение ручьев, рек, озер и даже океанов. Переносимые по воздуху частицы почвы могут снизить качество воздуха и вызвать респираторные заболевания. Фермеры могут защитить почву от эрозии, ограничивая время, когда на поле остается оголенная почва, улучшая структуру почвы, а также управляя обработкой почвы, орошением и севооборотом.

    Финансируется проектом Министерства сельского хозяйства США по выращиванию специальных культур ME # 44166076 - «Устойчивое производство и инновации в борьбе с вредителями для нового поколения молодых и испаноязычных / латиноамериканских производителей специальных культур»

    Объяснение характеристик почвы »Портал почв Новой Зеландии

    Почвы обладают множеством свойств, которые мы можем измерить, чтобы изучить их состояние или «здоровье». Вы можете сравнить почву с вашим телом, а почвоведа с врачом, который пытается получить информацию о вашем здоровье, когда они измеряют ваше кровяное давление или другие характеристики вашего тела.

    Для описания характеристик почвы обычно используются три категории: химические, физические и биологические свойства.

    Химические свойства почвы

    Химические свойства широко описывают плодородие почвы, количество и доступность питательных веществ для роста растений. Химические свойства также включают загрязняющие вещества и токсичные элементы.

    Это наиболее часто измеряемые химические свойства, и почему они важны:

    • pH
      pH - это показатель кислотности почвы.Это очень важная характеристика почвы, так как pH влияет на многие химические реакции и биологические процессы. Каждая химическая реакция и каждый почвенный организм имеют свой любимый pH, при котором они работают лучше всего, а также верхний и нижний предел, при котором реакции больше не работают или организм умирает. Следовательно, pH может многое рассказать нам о происходящих химических реакциях и организмах, которые могут жить в почве. PH почвы обычно измеряется в смеси воды и почвы с помощью pH-метра, который измеряет активность ионов водорода (H + ), поскольку эти ионы создают кислотность.
      ФАО подготовила инфографику, чтобы проиллюстрировать, как pH влияет на доступность питательных веществ в почве и на здоровье животных и растений, которые в ней живут.
    • Содержание органического вещества
      Органическое вещество - это отмершие растения и (микро) организмы, которые разлагаются в почве. Темный цвет верхнего слоя почвы, компоста и почвенной смеси является следствием этого органического вещества. Разложение мертвого материала - это способ вторичного использования питательных веществ: дождевые черви, грибки, бактерии и многие другие почвенные организмы поедают органические вещества, и в результате их переваривания питательные вещества снова попадают в почву.Таким образом, органическое вещество является показателем плодородия почвы. Содержание органического вещества в почве обычно измеряется как общий углерод, потому что органическое вещество состоит в основном из углерода и обычно является единственным источником углерода в почвах Новой Зеландии.
    • Удержание фосфата
      Фосфат - это химическая форма фосфора, которую могут усваивать растения. Удержание фосфата - это количество фосфата, которое почва может адсорбировать на частицах. Если фосфат сильно адсорбируется, он недоступен для растений, но если он не адсорбируется, существует риск вымывания фосфата в грунтовые воды, где он считается загрязняющим веществом.Удержание фосфата измеряется путем добавления известного количества фосфата в образец почвы и анализа того, сколько фосфата все еще находится в растворе и, следовательно, не адсорбируется в почве.
    • Катионообменная емкость (CEC)
      Важные питательные вещества для растений кальций, магний и калий имеют положительный химический заряд и называются катионами. Катионы образуют химически простые связи с отрицательно заряженными частицами глины и органическими веществами. Растения могут получить доступ к этим катионам питательных веществ.Количество отрицательно заряженных пространств, доступных для связывания катионов, называется катионообменной емкостью почвы. Если для катионов питательных веществ доступно много места, это признак хорошего плодородия почвы. Емкость катионного обмена измеряется, сначала удаляя все катионы с отрицательно заряженных участков образца почвы, а затем добавляя «передозировку» катионов к образцу, так что все участки обмена будут заполнены. Наконец, образец почвы снова промывают, чтобы все катионы покинули центры обмена, и мы можем измерить, сколько катионов было связано с отрицательно заряженными сайтами обмена, и это дает нам количество доступных мест обмена.

    Физические свойства почвы

    Движение и хранение воды и воздуха в почве - это физические свойства, а также то, насколько легко копать или обрабатывать почву.

    Это наиболее часто измеряемые физические свойства, и почему они важны:

    • Текстура
      Текстура относится к размеру отдельных частиц в почве, за исключением гравия и камней. Текстура традиционно измеряется путем смешивания образца почвы с водой, после удаления гравия и камней просеиванием и измерения времени, необходимого для осаждения частиц разного размера.Частицы песка являются самыми крупными и поэтому сначала оседают в воде, а затем в иле и глине.
      Песок: частицы диаметром от 0,06 до 2 мм; Ил: частицы диаметром от 0,002 до 0,06 мм; Глина: частицы диаметром менее 0,002 мм.
      Классы текстуры - это преобладающий размер частиц смеси почвы в вашем образце:
      Песок: менее 8% глины и менее 40% ила; Ил: менее 40% ила;
      Суглинок: более 40% ила; Глина: более 35% глины.
    • Структура
      Структура почвы описывает, как частицы почвы собираются вместе в агрегаты.Если отдельные частицы почвы совсем не связаны, структура почвы (отдельные зерна) отсутствует. Структура почвы скрепляет почву и создает воздушные карманы для дыхания корней растений и организмов. Структура измеряется путем взятия пальцами образца почвы и определения того, насколько легко он ломается. В качестве альтернативы, в лаборатории структуру почвы можно измерить более точно, применив силу и измерив, сколько силы необходимо для разрушения агрегатов почвы.
    • Цвет
      Цвет почвы говорит нам о том, сколько органических веществ может присутствовать в почве из-за ее темноты.Цвет почвы также может сказать нам, какие процессы происходят в почве, например, из-за застоя воды почва становится сероватой с оранжевыми пятнами, а перемещение органических веществ или железа окрашивает почву на разную глубину. Цвет различных горизонтов почвы описывается специальной таблицей цветов, называемой шкалой Манселла, путем сравнения цвета влажной почвы с цветами в книге Манселла.
    • Насыпная плотность
      Насыпная плотность - это масса сухого грунта в определенном объеме.В почвах без большого количества камней мы измеряем объемную плотность, заполняя контейнер, обычно стальной цилиндр, почвой, проталкивая его в почву. Затем мы сушим почву и взвешиваем ее, чтобы определить массу, и мы знаем объем цилиндра, чтобы мы могли рассчитать насыпную плотность. В почвах с большим количеством камней слишком сложно вдавить цилиндр в почву, поэтому вместо этого мы выкапываем небольшую яму, отвозим всю почву в лабораторию, сушим и взвешиваем, чтобы получить массу, и мы заполняем отверстие полиэтиленовым пакетом и наполните его пластиковыми бусинами, и по количеству бусинок, заполняющих отверстие, мы можем рассчитать его объем.Почвы с низкой насыпной плотностью являются рыхлыми, через них легко проходят корни и вода, а почвы с высокой насыпной плотностью тяжелые, и их часто трудно копать или вспахивать.
    • Водоудерживающая способность
      Этот параметр описывает, сколько воды может удерживать почва, как губка, и это важно для растений, поскольку определяет, сколько воды хранится в почве. Влагоудерживающая способность измеряется путем насыщения образца почвы в контейнере водой, а затем слива избыточной воды и измерения количества воды, оставшейся в почве.Водоудерживающая способность во многом зависит от текстуры почвы, рыхлые песчинки не удерживают много воды, а плотная глинистая почва впитывает много воды.
    • Гидравлическая проводимость
      То, как вода проходит через почву, измеряется гидравлической проводимостью. Это можно измерить, измерив, сколько воды проходит через образец почвы при приложении определенного давления. Гидравлическая проводимость почвы зависит от размера пор, который зависит от структуры и текстуры почвы.Более крупные частицы почвы создают более крупные поры между частицами и облегчают прохождение воды через почву. Когда частицы почвы, даже когда они маленькие, собираются в агрегаты, они также образуют большие поры, и это также заставляет воду двигаться быстро.

    Биологические характеристики почвы

    Биологические свойства описывают (микро) организмы, живущие в почве, кто они и сколько их, или насколько они активны и чем занимаются.

    Это наиболее часто измеряемые биологические свойства, и почему они важны:

    • Дождевые черви
      Дождевые черви часто используются в качестве положительного индикатора биологического качества почвы: дождевые черви разлагают органические вещества, делая питательные вещества доступными для растений, и их каналы позволяют воздуху и воде проникать в почву. Дождевые черви не любят почву, по которой они не могут пройти, и это обычно означает, что другие, более мелкие организмы также не любят эту почву, поэтому дождевые черви являются индикатором, показывающим нам, является ли почва хорошим местом для жизни. для многих почвенных организмов.
    • Минерализуемый азот
      Азот присутствует в почве в виде органического азота, который не может усваиваться растениями. Микроорганизмы могут расщеплять органический азот и делать его доступным для растений, и этот процесс называется азотной минерализацией. Мы можем измерить, сколько азота в почве потенциально может быть минерализовано и доступно для растений, так что это своего рода запас азота в банке для растений.
    • Микробная биомасса
      Почва живая и полна микроорганизмов, которые мы не видим невооруженным глазом.Чтобы измерить количество присутствующих микроорганизмов, их биомассу, мы сначала анализируем, сколько углерода мы можем извлечь из почвы, пока микроорганизмы активны. Затем мы инактивируем микроорганизмы, добавляя хлороформ к образцу, и мы снова измеряем количество извлекаемого углерода, увеличение углерода происходит от микроорганизмов, и, вычисляя разницу, мы знаем биомассу микроорганизмов, присутствующих в нашем образце.
      Это прямое измерение микробной биомассы, но мы также можем оценить количество микроорганизмов по их дыханию (см. «Базальное дыхание») или с помощью методов ДНК (см. «Состав микробного сообщества»).
    • Базальное дыхание
      Все микроорганизмы в почве и корнях растений дышат так же, как и мы.Представьте себе, что вы измеряете собственное дыхание, когда вы дышите нормально, по сравнению с тем, когда вы занимаетесь спортом или бегаете. Мы также можем сделать это для почвенных микроорганизмов. Базальное дыхание - это нормальное дыхание микроорганизмов, и мы можем просто взять образец почвы и измерить количество CO 2 , которое выходит из образца с течением времени, обычно в течение дня или около того. Затем мы узнаем, сколько микроорганизмов дышат, и мы также можем оценить их количество по их дыханию. Если мы хотим, мы можем сравнить это нормальное дыхание между разными почвами или заставить организмы работать усерднее, дав им дополнительную пищу или воду, и посмотреть, как они изменяют свое дыхание.Это говорит нам об активности микроорганизмов в почве.
    • Состав микробного сообщества
      Анализ ДНК позволяет идентифицировать микроорганизмы в почве, которые не видны невооруженным глазом. Таким образом, мы можем идентифицировать все бактерии, грибки и другие микроорганизмы, обитающие в определенной почве, и это называется составом сообщества, как если бы вы записали все имена людей и животных, которые живут в вашем районе. Если вы также напишете все рабочие места и навыки, которыми обладают жители вашего района, вы получите представление о том, чего может достичь ваш район.То же самое можно сделать и с микробными сообществами в почве, некоторые виды играют очень специфические роли в почве, и их присутствие в почве может сказать нам, что происходит с рециркуляцией питательных веществ, удалением загрязнителей или атаками патогенов на растения. Мы также можем приблизительно оценить количество микроорганизмов в почве, измерив, сколько ДНК мы находим в почве, хотя это не очень точно.

    Хотите узнать больше?

    Загляните в наши лаборатории почв и узнайте об имеющихся у нас средствах определения характеристик почвы.

    Не стесняйтесь изучать наш глоссарий S-map для характеристик почвы и терминов, которые не упомянуты выше:
    https://smap.landcareresearch.co.nz/help/glossary/

    Характеристики почвы, воды и растений, важные для орошения - Публикации

    Орошение - это применение воды для обеспечения достаточной влажности почвы для хорошего роста растений в течение всего вегетационного периода. Орошение, практикуемое в Северной Дакоте, называется «дополнительным орошением», потому что оно увеличивает количество осадков, выпадающих до и во время вегетационного периода.

    Орошение часто используется для выращивания сельскохозяйственных культур в течение всего сезона или для выращивания ценных специальных культур для обеспечения надежного урожая каждый год. Он также используется на таких культурах, как картофель, цветы, овощи и фрукты, где водный стресс влияет на качество урожая.

    В большинстве лет в некоторых местах штата выпадает достаточно осадков для хорошего роста растений. Но во многие из этих лет в других районах штата наблюдается снижение урожайности и / или снижение качества неорошаемых культур из-за водного стресса из-за недостаточной влажности почвы.

    Для целей планирования орошения среднее количество осадков за вегетационный период не является хорошим критерием для определения потребности в орошении. Время и количество осадков в течение сезона, способность почвы удерживать воду и потребности сельскохозяйственных культур в воде - все это факторы, влияющие на потребность в орошении. В любом месте штата могут быть недели, месяцы и даже годы, которые можно считать «влажными или сухими».

    При орошении очень важна совместимость почвы и воды.Если они несовместимы, поливная вода может отрицательно повлиять на химические и физические свойства почвы. Определение пригодности земли для орошения требует тщательной оценки свойств почвы, топографии земли в поле и качества воды, которая будет использоваться для орошения. Базовое понимание взаимодействия почвы / воды / растений поможет ирригаторам эффективно управлять своими культурами, системами орошения почвы и водоснабжением.

    Свойства почвы

    Обследование почвы округа содержит подробную информацию о почвах для любого участка земли в Северной Дакоте.Обследование почвы в каждом округе Северной Дакоты было завершено Службой охраны природных ресурсов (NRCS). Официальная и самая последняя информация о почвенных исследованиях доступна на веб-сайте NRCS Websoil Survey.

    Опубликованные копии можно найти в местных офисах NRCS и NDSU Extension, но у них может не быть последней информации о почвенном исследовании. База данных исследования почвы предоставляет информацию о важных свойствах почвы, таких как текстура, структура, глубина, проницаемость и химический состав, которые важны для управления орошением.

    Текстура почвы

    Текстура почвы определяется размером и типом твердых частиц, из которых состоит почва. Частицы почвы могут быть минеральными или органическими. Большинство орошаемых земель в Северной Дакоте - минеральные.

    Для минеральных почв классификация текстуры основана на относительной пропорции частиц размером менее 2 миллиметров (мм) или 5/64 дюйма. Как показано на рис. , рис. 1 , самые большие частицы - это песок, самые маленькие - глина, а между ними и ил.Текстура почвы основана на процентном содержании песка, ила и глины (Рисунок 2) .

    Рис. 1. Классификация по размеру первичных почвенных частиц, которые определяют текстурную группу на основе системы классификации почв Министерства сельского хозяйства США. Под ПЕСКОМ В.Ф. относится к очень хорошему и V.C. до очень грубого.

    Рис. 2. Текстурный треугольник почвы Министерства сельского хозяйства США (USDA). Процент (по весу) фракции песка, ила и глины определяет структуру почвы.Пунктирной линией обозначена суглинистая почва, содержащая 45 процентов песка, 35 процентов ила и 20 процентов глины.

    Классы текстуры почвы могут быть изменены, если более 15 процентов частиц являются органическими (например, илистый илистый суглинок). Частицы почвы размером более 2 мм не используются для определения текстуры почвы. Однако, когда они составляют более 15 процентов объема почвы, текстурный класс изменяется (например, гравийный песок).

    Разделение и взвешивание количества песка, ила и глины в образце определяет текстуру минеральной почвы.Например, если 100-фунтовый образец почвы был просеян через фильтры и обнаружил, что он содержит 45 фунтов песка, 35 фунтов ила и 20 фунтов глины, то почва будет состоять из 45 процентов песка, 35 процентов ила и 20 фунтов. процентов глины. Как показано пунктирными линиями на рис. Рис. 2 , эта почва имеет структуру суглинка.

    Двенадцать основных текстур почвы показаны на Рис. 2 . Песок, супеси и супеси являются наиболее распространенными структурами почвы, орошаемой в Северной Дакоте.

    Структура почвы

    Под структурой почвы понимается объединение частиц песка, ила и глины в более крупные агрегаты различных размеров и форм.Процессы проникновения корней, циклов увлажнения и сушки, замораживания и оттаивания и активности животных в сочетании с неорганическими и органическими вяжущими веществами создают структуру почвы (Рисунок 3) . Структурные агрегаты, устойчивые к физическим нагрузкам, важны для поддержания рыхлости почвы и ее продуктивности. Чрезмерная обработка или обработка влажных почв разрушает агрегаты и ускоряет потерю органического вещества, что приводит к снижению агрегативной устойчивости.

    Рисунок 3.Примеры наиболее распространенных почвенных конструкций. Также показано влияние конструкций на нисходящее движение (инфильтрацию) воды. (Любезно предоставлено NRCS, раздел 15 Национального инженерного справочника)

    На движение воздуха, воды и корней растений через почву влияет ее структура. Стабильные агрегаты образуют сеть почвенных пор, которые позволяют быстро обмениваться воздухом и водой с корнями растений. Рост растений зависит от быстрых обменных курсов.

    Практика применения полезных методов управления почвой, таких как использование покровных культур, уменьшенная обработка почвы, севооборот, добавление органических веществ и своевременная обработка почвы, могут поддерживать хорошую структуру почвы.В песчаных почвах часто трудно поддерживать агрегативную стабильность из-за низкого содержания органических веществ, содержания глины и устойчивости песчаных частиц к процессам агрегации.

    Грунт серии

    Почва - это слой поверхности Земли, который был изменен физическими или биологическими процессами. Пять почвообразующих факторов, контролирующих процесс изменений, - это исходный материал, климат, топография, биота (растения и животные) и время.

    Почвы сгруппированы по категориям в соответствии с их наблюдаемыми свойствами.Система классификации Министерства сельского хозяйства США состоит из шести категорий. Высшая категория (порядок почв) включает 11 основных групп почв, каждая из которых обладает очень широким спектром свойств. Самая низкая категория (ряды почв) включает более 12 000 почв, каждая из которых определяет очень узкий диапазон свойств почвы.

    Северная Дакота насчитывает 339 названных серий почв. Серия почвы уникальна благодаря сочетанию таких свойств, как текстура, структура, топографическое положение (на склоне холма или в долине) или глубина уровня грунтовых вод.

    Отдельная серия почв описывает области, в которых эти почвенные условия аналогичны. Эти места могут находиться в одном поле, разделе, округе, штате или даже регионе. Очертания почв на земельных картах графства основаны на сериях почв.

    Серия почв обычно носит название города рядом с участком, который представляет типичные свойства этой почвы. Например, участок с типичными свойствами для серии почв Эмбден находится недалеко от Эмбдена, Северная Дакота,

    .

    Многие серии почв не имеют глубокого однородного профиля почвы.Ограничительные подповерхностные слои часто мешают проникновению корней. В этих почвах корни растений будут сосредоточены в верхней части почвенного профиля. Например, в профиле суглинка Renshaw (рис. 4) большая часть корней растений будет в верхних 18 дюймах, потому что гравий ниже - плохая среда для укоренения. Этот тип информации важен для управления орошением.

    Глубина почвы

    Глубина почвы означает толщину почвенных материалов, которые обеспечивают структурную поддержку, питательные вещества и воду для растений.В Северной Дакоте почвенные ряды с коренными породами на глубине 10–20 дюймов ниже поверхности описываются как мелкие. Коренная порода от 20 до 40 дюймов описывается как умеренно глубокая.

    Большинство серий почв в Северной Дакоте имеют коренные породы на глубине более 40 дюймов и описываются как глубокие. Глубина до контрастных текстур указана в описаниях серий почв в отчетах почвенной съемки.

    Глубина контрастирующего слоя почвы из песка и гравия (Рис. 4) может повлиять на решения по управлению поливом.Если глубина этого слоя меньше 3 футов, глубина укоренения и доступная почвенная вода для растений уменьшаются. Почвы с менее доступной водой для растений требуют более частых поливов.

    Рис. 4. Глубина горизонта почвы для четырех репрезентативных серий почв Северной Дакоты. A, B и C относятся к разным горизонтам почвы, а IIC указывает на другой материнский материал (для этих серий почвы это песок и гравий).

    Проницаемость и инфильтрация почвы

    Показателем способности воздуха и воды проходить сквозь почву является ее проницаемость.На него влияют размер, форма и непрерывность поровых пространств, которые, в свою очередь, зависят от насыпной плотности, структуры и текстуры почвы.

    Большинство серий грунтов относятся к одному классу проницаемости на основе самого ограничивающего слоя в верхних 5 футах профиля почвы (Таблица 1) . Однако почвенные ряды с контрастными текстурами в почвенном профиле относятся к более чем одному классу проницаемости. В большинстве случаев почвы с низкой, очень медленной, быстрой или очень быстрой классификацией проницаемости считаются плохими для орошения.

    Инфильтрация - это нисходящий поток воды с поверхности через почву. Скорость инфильтрации (иногда называемая скоростью поглощения) почвы - это мера ее способности поглощать количество дождевой или поливной воды в течение заданного периода времени. Обычно выражается в дюймах в час. Это зависит от проницаемости поверхности почвы, содержания влаги в почве и условий поверхности, таких как неровность (обработка почвы и растительные остатки), уклон и растительный покров.

    Грунтовые почвы, такие как песок и гравий, обычно имеют высокую скорость инфильтрации.Скорость инфильтрации средне- и мелкозернистых почв, таких как суглинки, илы и глины, ниже, чем крупнозернистых почв, и на нее влияет стабильность почвенных агрегатов.

    Потери воды и питательных веществ растениями могут быть больше на грубых почвах. Таким образом, время и количество поливов и поливной воды особенно важны для этих почв.

    Засоленные и натриевые почвы

    Засоленные почвы сгруппированы по содержанию растворимых солей и натрия (Таблица 2) .Засоленные и натриевые почвы обычно встречаются в районах, где грунтовые воды движутся вверх от неглубокого зеркала грунтовых вод близко к поверхности почвы. Вода несет растворенные минералы (соли), которые накапливаются в почве по мере того, как вода испаряется с поверхности почвы или проникает через растения в атмосферу. Как правило, эти почвы не рекомендуются для орошения.

    Засоленные и натриевые почвы могут иметь естественное или антропогенное происхождение. Один из искусственных процессов связан с орошением.При определенных сочетаниях качества поливной воды и почвы соли и / или натрий могут накапливаться в корневой зоне и оказывать неблагоприятное воздействие на рост растений.

    В некоторых условиях содержание натрия в верхней части почвы можно контролировать с помощью растворимых добавок кальция. Замена натрия кальцием улучшает структуру почвы. Кальциевые добавки в почву могут быть полезны в ситуациях, когда земля с большинством незатронутых орошаемых почв содержит очаги (включения) пораженных натрием почв.При орошении внесение кальция в почву поможет там, где поверхностная корка стала проблемой. На этих почвах могут потребоваться особые методы управления орошением.

    Выщелачивание или регулирование уровня грунтовых вод может управлять концентрациями солей. Выщелачивание осуществляется путем внесения большего количества воды, чем почва удерживает в корневой зоне. Сильные ливни, добавление поливной воды или и то, и другое приведет к унесению части солей ниже корневой зоны.

    Посадка глубоко укоренившейся культуры, такой как люцерна, или установка подземного дренажа может обеспечить контроль уровня грунтовых вод.Глубокие канавы и облицовка плиткой - это методы подземного дренажа, которые успешно использовались во многих частях мира для контроля уровня грунтовых вод.

    Необходимо измерить содержание соли и натрия в почве, чтобы точно определить серьезность проблемы. Содержание соли в почве оценивается путем измерения электропроводности с использованием одного из следующих средств: водной вытяжки из почвы, суспензии почвенной воды или почвенной пасты. Содержание натрия в почве часто измеряется на водной вытяжке почвы и выражается как соотношение между натрием и кальцием плюс магний; ему дан термин коэффициент адсорбции натрия (SAR).

    Отбор проб почвы в поверхностном слое (верхние 6 дюймов) на периодической основе (каждые три-пять лет) позволит отслеживать изменения в накопленной соли или натрия. SAR образцов почвы укажет, произошло ли накопление натрия.

    Как правило, почвы с SAR 13 от насыщенного экстракта будут иметь значительные физические проблемы из-за рассеивания частиц глины. Обычно почва с SAR 6 или ниже от насыщенного экстракта не будет иметь физических проблем, связанных с диспергированной глиной.Однако, если периодическая выборка показывает, что SAR увеличивается, скажем, с 6 до 9, вам может потребоваться принять меры по исправлению положения.

    Топография поля

    Топография, или «расположение земли», имеет большое влияние на возможность орошения поля. Рельеф - это компонент топографии, который относится к разнице в высоте между холмами и впадинами в поле. Топографический рельеф будет влиять на тип используемой ирригационной системы, систему водоснабжения (канавы или трубы), требования к дренажу и методы борьбы с водной эрозией.

    Форма и расположение топографических форм рельефа и тип сети поверхностных водных путей также будут влиять на управление ирригацией. Например, низкое место на поле, где обычно скапливается вода после дождя, может стать местом, которое постоянно увлажняется при добавлении поливной воды.

    При выращивании некоторых сельскохозяйственных культур, таких как картофель, влажная низина может стать источником болезни. Для центрального шарнира башня, которая проходит через низкую точку, может застрять.

    ■ Наклон

    Уклон важен для формирования почвы и управления ею из-за его влияния на сток, дренаж почвы, эрозию, использование техники и выбор сельскохозяйственных культур.Уклон - это наклон или уклон поверхности, обычно выражаемый в процентах.

    Процент уклона определяется путем измерения разницы в высоте в футах на 100 футов горизонтального расстояния. Например, 5-процентный уклон поднимается или опускается на 5 футов на 100 футов горизонтального расстояния.

    Форма откоса - еще одна важная характеристика. Выпуклый наклон изгибается наружу, как внешняя поверхность шара, вогнутый наклон изгибается внутрь, как внутренняя поверхность блюдца, а плоский наклон похож на наклонную плоскую поверхность.

    Склоны бывают простыми и сложными. Простые склоны имеют гладкий вид, а поверхности выходят в одном или, возможно, в двух направлениях. Например, склоны на конусах выноса и подножия речных долин считаются простыми. Сложные территории имеют короткие склоны, которые простираются в нескольких направлениях и состоят из выпуклых и вогнутых склонов, во многом напоминающих рельеф холмов и выбоин на ледниковых равнинах.

    Самотечный (поверхностный) полив можно использовать только на простых уклонах не более 2 процентов.Как правило, простые и сложные откосы более 1 процента следует поливать только с помощью дождевальных или капельных систем. Спринклерные оросительные системы с центральным шарниром могут работать на уклонах до 15 процентов, но обычно простые уклоны более 9 процентов не рекомендуются.

    Для адаптации к самотечным или дождевальным системам полива можно использовать выравнивание почвы для изменения уклона поля. Однако выравнивание земель может привести к снижению урожайности в течение одного-трех вегетационных сезонов. В местах снятия верхнего слоя почвы наиболее вероятно снижение урожайности.Для ускорения формирования почвы на этих территориях может потребоваться специальное управление с использованием повышенного содержания органического вещества.

    Качество поливной воды

    Качество некоторых источников воды не подходит для орошения сельскохозяйственных культур. Поливная вода должна быть совместима с культурами и почвами, на которых она будет применяться. Лаборатория почвенно-водного тестирования отделения почвоведения NDSU предоставляет рекомендации по совместимости почвы и воды для орошения. Прежде чем давать рекомендации, необходимы анализ воды и юридическое описание земли, предлагаемой для орошения.

    Качество воды для орошения определяется общим содержанием в ней растворенных солей. Анализ воды для орошения должен включать катионы (кальций, магний и натрий) и анионы (бикарбонат, карбонат, сульфат и хлорид). Поскольку некоторые культуры чувствительны к бору, его часто включают в анализ.

    Классификация оросительной воды

    Двумя наиболее важными факторами, на которые следует обратить внимание при анализе качества воды для орошения, являются общее количество растворенных твердых веществ (TDS) и коэффициент адсорбции натрия (SAR) .TDS пробы воды является мерой концентрации растворимых солей в пробе воды и обычно называется соленостью воды.

    Электропроводность (ЕС) пробы воды часто используется в качестве показателя TDS. EC может быть выражен во многих различных единицах, и это часто вызывает путаницу. В отчете об испытании поливной воды вы можете увидеть одну из следующих единиц:

    миллимос на сантиметр (ммос / см)
    микромос на сантиметр (мкмос / см)
    децизименс на метр (дСм / м)
    микросименс на сантиметр (мкСм / см)

    где:

    1000 мкСм / см = 1 ммОс / см = 1 дСм / м = 1000 мкСм / см

    SAR пробы воды - это доля натрия по отношению к кальцию и магнию.Поскольку это коэффициент, SAR не имеет единиц измерения.

    Лаборатории, которые проводят анализ поливной воды, могут предоставить классификацию пригодности на основе системы, разработанной в Лаборатории солености США в Калифорнии (рис. 5) . Эта классификационная система объединяет соленость и соленость. Например, образец воды, классифицированный как C3-S2, будет иметь высокий рейтинг солености и средний рейтинг SAR.

    Рисунок 5. Схема классификации оросительной воды.(Из Справочника по сельскому хозяйству № 60, Лаборатория солености Министерства сельского хозяйства США в Риверсайде, Калифорния)

    Шкала солености непостоянна, потому что она зависит от уровня солености. Например, SAR, равный 8, относится к категории S1, если соленость составляет от 100 до 300 мкмос / см; S2, если соленость составляет от 300 до 3000 мкмос / см, и S3, если соленость превышает 3000 мкмос / см.

    Большая часть воды в Северной Дакоте классифицируется в диапазоне солености от C2 до C3 и в диапазоне опасности натрия от S1 до S2. В общем, любая вода с ЕС выше 2000 или значением SAR выше 6 не рекомендуется для непрерывного орошения в Северной Дакоте.

    В случаях, когда практикуется спорадическое орошение (конкретный участок земли орошается один год из трех или более), может использоваться вода более низкого качества. Однако вода более низкого качества не должна иметь ЕС, превышающий 3000 мкмос / см, или SAR, превышающий 10.

    Кальций, добавленный в поливную воду, может снизить SAR и уменьшить вредное воздействие натрия.Эффективность добавленного кальция зависит от его растворимости в поливной воде. Растворимость кальция контролируется источником кальция (например, карбонат кальция, гипс, хлорид кальция) и концентрацией других ионов в поливной воде.

    По сравнению с карбонатом кальция и гипсом добавление хлорида кальция приведет к более высоким концентрациям растворимого кальция и будет наиболее эффективным для снижения SAR для поливной воды. Однако хлорид кальция значительно дороже карбоната кальция и сульфата кальция (гипса).

    Соленость

    C1 - Вода с низким содержанием соли: Может использоваться для орошения большинства сельскохозяйственных культур на большинстве почв с малой вероятностью развития засоления почвы. Требуется некоторое промывание, но это происходит при обычных методах орошения, за исключением почв с медленной и очень медленной проницаемостью.

    C2 - Вода средней солености: Может использоваться при умеренном выщелачивании. Растения с умеренной солеустойчивостью в большинстве случаев можно выращивать без специальных методов борьбы с засолением.

    C3 - Вода с высокой соленостью: Не может использоваться на почвах с умеренно медленной или очень медленной проницаемостью. Даже при адекватной проницаемости может потребоваться специальное управление для контроля засоления, и следует выбирать растения с хорошей солеустойчивостью.

    C4 - Вода очень высокой солености: Не подходит для орошения в обычных условиях, но может использоваться время от времени при очень особых обстоятельствах. Почвы должны иметь быструю водопроницаемость, дренаж должен быть адекватным, поливная вода должна применяться в избытке для обеспечения значительного выщелачивания, и следует выбирать очень солеустойчивые культуры.

    Натрий

    S1 - Вода с низким содержанием натрия: Может использоваться для орошения почти всех почв с небольшой опасностью развития вредных уровней обменного натрия.

    S2 - Вода со средним содержанием натрия: Представляет заметную опасность натрия в мелкозернистых почвах, особенно в условиях слабого выщелачивания. Эту воду можно использовать на крупнозернистых почвах с проницаемостью от умеренно быстрой до очень быстрой.

    S3 - Вода с высоким содержанием натрия: Будет производить вредные уровни обменного натрия в большинстве почв и требует особого управления почвой, хорошего дренажа, высокого выщелачивания и добавления большого количества органических веществ.

    S4 - Вода с очень высоким содержанием натрия: Обычно непригодна для орошения, за исключением низкой и, возможно, средней солености.

    Карбонаты

    Карбонат и бикарбонат-ионы в воде соединяются с кальцием и магнием с образованием соединений, которые выпадают в осадок из раствора. Удаление кальция и магния увеличивает опасность натрия для почвы из-за поливной воды. Повышенная опасность натрия часто выражается как «скорректированный SAR». Увеличение «скорректированного SAR» от SAR является относительным показателем увеличения опасности натрия из-за присутствия этих ионов.

    Форсунки спринклерных систем были забиты карбонатными минералами в некоторых штатах, но этого не наблюдалось в Северной Дакоте. Однако карбонатные минералы засорили источники выбросов в системах капельного орошения в Северной Дакоте. Чтобы решить эту проблему, добавьте слабую кислоту, чтобы снизить pH поливной воды.

    Бор

    Бор необходим для нормального роста всех растений, и его необходимое количество невелико по сравнению с другими минералами. Однако некоторые растения чувствительны даже к низким концентрациям бора.Сухие бобы очень чувствительны к небольшому количеству бора, но кукуруза, картофель и люцерна более терпимы. Фактически, концентрация бора, которая может повредить чувствительные растения, часто близка к той, которая требуется для нормального роста толерантных растений.

    Хотя никаких проблем с бором в воде, используемой для орошения в Северной Дакоте, не зарегистрировано, тестирование этого элемента в поливной воде является мерой предосторожности. Бор действительно присутствует в некоторых грунтовых водах Северной Дакоты в концентрациях, которые теоретически токсичны для некоторых культур.

    Концентрация бора более 2 частей на миллион (ppm) может быть проблемой для некоторых чувствительных культур, особенно в годы, когда требуется большое количество поливной воды.

    Взаимодействие почвы и воды

    Почва - это среда, которая накапливает и перемещает воду. Если бы кубический фут типичного верхнего слоя почвы илистого суглинка был разделен на его составные части, около 45 процентов объема составляли бы минеральные вещества (частицы почвы), органические остатки занимали бы около 5 процентов объема, а остальное было бы поровым пространством.

    Поровое пространство - это пустоты между частицами почвы, занятые воздухом или водой. Количество и размер пор определяется структурой, объемной плотностью и структурой почвы.

    Вода удерживается в почве двумя способами: в виде тонкого слоя на внешней стороне частиц почвы и в поровых пространствах. Почвенную воду в поровом пространстве можно разделить на две различные формы: гравитационная вода и капиллярная вода (Рисунок 6) .

    Гравитационная вода. Пористые пространства Капиллярная вода удерживается в поровом пространстве против силы
    , заполненной водой, превышающей их капиллярную емкость, силы тяжести.
    и избыток, или гравитационная вода, стекает вниз.

    Рис. 6. Двумя основными способами удержания воды в почве для растений являются капиллярные и гравитационные силы.

    Гравитационная вода обычно быстро движется вниз в почве под действием силы тяжести. Капиллярная вода является наиболее важной для растениеводства, потому что она удерживается частицами почвы против силы тяжести.

    По мере того, как вода проникает в почву, поры заполняются водой. По мере заполнения пор вода движется через почву под действием силы тяжести и капиллярных сил. Движение воды продолжается вниз до тех пор, пока не будет достигнут баланс между капиллярными силами и силой тяжести.

    Вода вытягивается вокруг частиц почвы и через небольшие поры в любом направлении за счет капиллярных сил. Когда капиллярные силы перемещают воду от неглубокого зеркала грунтовых вод вверх, соли могут выпадать в осадок и концентрироваться в почве, поскольку вода удаляется растениями и испарением.

    Влагоудерживающая способность почв

    Четыре важных уровня влажности почвы отражают доступность воды в почве. Эти уровни обычно называют 1) насыщением, 2) полевой емкостью, 3) точкой увядания и 4) сушкой в ​​печи.

    Когда почва насыщена, поры почвы заполняются водой, и почти весь воздух в почве вытесняется водой. Вода, находящаяся в почве между насыщением и полевой емкостью, является гравитационной водой. Часто гравитационной воде требуется несколько дней, чтобы просочиться через почвенный профиль, и, таким образом, некоторая часть может быть поглощена корнями растений.

    Пропускная способность определяется как уровень влажности почвы, оставшейся в почве после дренажа гравитационной воды (Рисунок 7) .Вода, удерживаемая между емкостью поля и точкой увядания, доступна для использования растениями.

    Вместимость поля. Поры капилляров заполнены и точка увядания . Вода, доступная растениям, исчерпана.
    оставшееся поровое пространство заполнено воздухом.

    Рис. 7. Влага, доступная растениям, - это количество влаги, удерживаемой между полем урожайности и точкой увядания.

    Точка увядания определяется как содержание влаги в почве, при котором большинство растений не может приложить достаточную силу для удаления воды из мелких пор в почве.Большинство сельскохозяйственных культур будут навсегда повреждены, если содержание влаги в почве достигнет точки увядания. Во многих случаях снижение урожайности может произойти задолго до достижения этой точки.

    Капиллярная вода, оставшаяся в почве за пределами точки увядания, может быть удалена только испарением. При сушке в духовке почти вся вода удаляется из почвы. «Сухая» влажность используется в качестве эталона для измерения других трех значений влажности почвы.

    При обсуждении водоудерживающей способности, связанной с определенным рядом почв, обычно используется вода, доступная для растений в корневой зоне, (Таблица 3) .Доступное содержание влаги в почве обычно выражается в дюймах на фут почвы.

    Например, доступная вода может быть рассчитана для почвы с мелким супесем на первом основании, супесчаным песком на втором основании и песком на третьем основании. Верхняя опора будет иметь примерно 2 дюйма, вторая опора будет иметь примерно 1 дюйм, а третья опора будет иметь примерно 0,75 дюйма, что в сумме составит 3,75 дюйма доступной воды для культуры с глубиной корня 3 фута.

    Напряжение влажности почвы

    Степень прилипания воды к почве является наиболее важной характеристикой воды в почве для растущего растения.Это понятие часто выражается как напряжение почвенной влаги. Напряжение почвенной влаги - это отрицательное давление, обычно выражаемое в барах.

    Во время этого обсуждения, когда напряжение влажности почвы становится более отрицательным, это будет обозначаться как «возрастающее» значение. Таким образом, по мере увеличения напряжения влаги в почве (давление воды в почве становится более отрицательным), количество энергии, затрачиваемой растением на удаление воды из почвы, также должно увеличиваться. Один бар напряжения влажности почвы почти эквивалентен давлению -1 атм (1 атм давления равняется 14.7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря).

    Насыщенная почва имеет напряжение влаги около -0,001 бар или меньше, что требует небольшого количества энергии для растения, чтобы отводить воду от почвы. При полевой урожайности у большинства почв напряжение влажности почвы составляет от -0,05 до -0,33 бар. Почвы, классифицируемые как песчаные, могут иметь натяжение полевой емкости около -0,10 бар, в то время как глинистая почва будет иметь полевую нагрузку при натяжении около -0,33 бар. При полевой урожайности удаление воды из почвы растению относительно легко.

    Точка увядания достигается, когда максимальная энергия, проявляемая растением, равна напряжению, с которым почва удерживает воду. Для большинства сельскохозяйственных культур это примерно -15 бар напряжения влажности почвы. Для сравнения: температура увядания некоторых пустынных растений составляет от -50 до -60 бар напряжения влажности почвы.

    Присутствие большого количества растворимых солей в почве снижает количество воды, доступной растениям. По мере увеличения количества растворенных солей в почвенной воде энергия, расходуемая растением на извлечение воды, также должна увеличиваться, даже если напряжение влажности почвы остается прежним.По сути, растворенные соли уменьшают общее количество доступной воды в почвенном профиле.

    Как растения получают воду из почвы

    Вода необходима для роста растений. Без достаточного количества воды нормальные функции растений нарушаются, и растение постепенно увядает, перестает расти и погибает. Растения наиболее подвержены повреждению от недостатка воды на вегетативной и репродуктивной стадиях роста. Кроме того, многие растения очень чувствительны к засолению во время прорастания и на ранних стадиях роста.

    Большая часть воды, поступающей в корни растений, не остается в растении. Менее 1 процента воды, потребляемой растением, фактически используется в фотосинтезе (усваивается растением). Остальная вода перемещается к поверхности листьев, где она испаряется (испаряется) в атмосферу. Скорость, с которой растение поглощает воду, определяется его физическими характеристиками, атмосферой и почвенной средой.

    Когда вода движется из почвы в корни, через стебель, в листья и через устьица листьев в воздух, она переходит от низкого давления воды к высокому. (Рис. 8) .Напряжение воды в воздухе во многом определяется относительной влажностью и всегда больше, чем натяжение воды в почве.

    Рис. 8. Иллюстрация разницы в энергии, которая движет потоком воды из почвы в корни, вверх по стеблю, в листья и в атмосферу. Вода переходит от менее отрицательного напряжения влажности почвы к более отрицательному напряжению атмосферы.

    Растения могут извлекать только ту почвенную воду, которая контактирует с их корнями.Для большинства сельскохозяйственных культур распределение корней в глубокой однородной почве сосредоточено около поверхности почвы (Рисунок 9) . Таким образом, в течение вегетационного периода растения обычно извлекают больше воды из верхней части своей корневой зоны, чем из нижней.

    Рис. 9. В течение вегетационного периода растения извлекают около 40 процентов воды из верхней четверти, 30 процентов из второй четверти, 20 процентов из третьей четверти и 10 процентов из нижней четверти корня. зона.

    Такие растения, как травы, которые имеют высокую плотность корней на единицу объема почвы, могут поглощать всю доступную почвенную воду. Другие растения, такие как овощи, которые имеют низкую плотность корней, могут быть не в состоянии получить столько воды из равного объема той же почвы. Таким образом, овощи, как правило, более чувствительны к водному стрессу, чем агрономические культуры с высокой плотностью корней, такие как люцерна, кукуруза, пшеница и подсолнечник.

    Использование воды для сельскохозяйственных культур

    Использование воды растениями, также называемое эвапотранспирацией или ЭП, часто определяется как суточная оценка сочетания количества воды, выделяемой растениями, и количества испарений с поверхности почвы вокруг растений.Использование воды растением меняется предсказуемо от прорастания до созревания.

    Все агрономические культуры имеют одинаковую структуру водопользования (Рисунок 10) . Однако общее использование воды растениями будет варьироваться от сезона к вегетационному сезону из-за изменений климатических переменных (температура воздуха, количество солнечного света, влажность, ветер) и различий в почве между полями (глубина корней, влагоудерживающая способность почвы, текстура, структура. , так далее.).

    Рисунок 10.Типичная кривая водопотребления для большинства сельскохозяйственных культур.

    В результате многолетних исследований были получены уравнения, позволяющие точно рассчитать значения водопотребления сельскохозяйственных культур для основных орошаемых культур в Северной Дакоте с использованием измеренных суточных погодных переменных. Эти уравнения были объединены с метеорологическими данными, собранными Сетью сельскохозяйственных погодных условий Северной Дакоты (NDAWN), чтобы обеспечить ежедневные оценки использования воды растениями для каждой метеостанции в сети. Значения использования воды для сельскохозяйственных культур можно найти в формате таблицы или карты на веб-сайте NDAWN в разделе «Приложения» в левом меню.

    Знание моделей водопользования на разных стадиях роста имеет большое влияние на то, как проектируется и управляется ирригационная система. Неспособность распознать модели водопользования культурой может привести к неэффективному управлению поливом. Недостаток воды для сельскохозяйственных культур, вымывание удобрений и пестицидов, а также увеличение затрат на перекачивание - это лишь некоторые из результатов плохого управления поливной водой.

    Управление оросительной водой

    Одна из самых сложных частей управления поливной водой - это решить, когда включать ирригационную систему и сколько применять.Хорошее управление поливом начинается с точного измерения количества дождя, полученного на каждом орошаемом поле. В идеале каждое орошаемое поле должно иметь по крайней мере один, а возможно, два дождемера (не менее 2 дюймов в диаметре), установленных на столбах рядом с полем.

    Оценка влажности почвы - наиболее распространенный метод управления поливной водой; однако это необходимо делать регулярно в течение всего вегетационного периода. В летнюю жару обычно проверяют влажность почвы два-три раза в неделю.

    Самым старым и наиболее часто используемым является «метод наощупь», который оценивает влажность почвы, беря образец почвы и сжимая его в шар. Наблюдая за внешним видом мяча и создавая полоску почвы между большим и указательным пальцами, можно определить содержание влаги в почве. Этот метод требует практики и опыта, чтобы точно прогнозировать потребности в воде для орошения.

    Для определения полного водного статуса почвы необходимо брать пробы почвы с нескольких уровней в корневой зоне.Этот метод популярен, потому что его можно комбинировать с другими полевыми видами деятельности, такими как разведка насекомых, отбор проб почвы на азот или отбор проб черешков.

    Механические устройства, такие как тензиометры и блоки влажности почвы, также используются для управления поливной водой. Эти устройства особенно полезны при работе с фруктовыми и овощными культурами. Для этих культур они оказались точными, надежными и недорогими. Для составления расписания орошения можно использовать другие, более сложные приборы, но, как правило, они не используются для управления орошением из-за больших затрат.

    Планирование полива

    Планирование полива - это наука и / или искусство применения надлежащего количества воды в нужное время для обеспечения максимальной полезной влажности почвы в корневой зоне растения, не вызывая вредного стресса. Планирование полива - это баланс между применением слишком большого или недостаточного количества воды для удовлетворения потребностей растений на определенной стадии роста.

    Использование слишком большого количества воды может привести к увеличению затрат на перекачивание и увеличению нагрузки на урожай.Внесение слишком малого количества воды в неподходящее время вызовет стресс у сельскохозяйственных культур и снизит урожайность. Планирование поливов - это в основном методология принятия решений. Каждому оросителю пришлось научиться разрабатывать метод планирования полива, который работает в его или ее ситуации.

    Распространенной формой планирования полива является метод «замены». Ирригаторы, которые следуют этому методу, регистрируют (обычно в календаре) количество дождя и полива, а также ежедневное использование воды растениями. Время и количество полива корректируются для восполнения почвенной воды, используемой растениями.

    Другая форма метода замены - предположить, что среднесуточное потребление воды растениями составляет 0,25 дюйма в день. Средняя сумма за неделю в июле и августе составляет 1,75 дюйма. Количество дождевых осадков в течение недели вычитается из 1,75 и применяется это количество поливной воды. Имея доступ к Интернету, этот метод можно было бы значительно улучшить, используя данные об использовании воды для сельскохозяйственных культур с веб-сайта NDAWN.

    Процедура планирования полива, называемая методом «чековой книжки», уже много лет успешно используется в Северной Дакоте.Метод чековой книжки - это метод учета влажности почвы, который использует суточные значения водопотребления растениями и влагоудерживающую способность почвы для прогнозирования времени и количества воды, необходимой для восполнения того, что было удалено из корневой зоны. Дождь и полив - это «отложения» для хранения в корневой зоне, а использование воды растениями - это забор воды из этого хранилища.

    Три инструмента планирования полива доступны ирригаторам в Северной Дакоте. Ручной метод описан в дополнительной публикации AE792 «Планирование полива методом чековой книжки».«Два других - электронные методы. Веб-приложение для конкретного сайта доступно через веб-сайт NDAWN; загляните в меню «Приложения».

    Также была разработана версия чековой книжки в виде электронной таблицы. Он включает методы чековой книжки от NDSU и Университета Миннесоты. В Северной Дакоте программу можно использовать для планирования полива кукурузы, пшеницы, ячменя, картофеля, люцерны, сои, подсолнечника, сахарной свеклы и подсолнечника. В Миннесоте программу можно использовать для планирования полива кукурузы, пшеницы, сои, подсолнечника, картофеля, сахарной свеклы и фасоли.

    Дополнительные источники информации

    Дополнительные публикации

    AE1360, «Анализ пробы поливной воды»

    AE1637, «Совместимость почв Северной Дакоты для орошения»

    SF1087, «Обработка засоленных почв в Северной Дакоте»

    AE92, «Планирование ирригации ... Контрольный список»

    AE91, «Выбор спринклерной системы орошения»

    AE792, «Планирование полива методом чековой книжки»

    Публикации NRCS

    Руководство по ирригации Северной Дакоты, доступно на веб-сайте NRCS.

    Веб-исследование почвы.

    почва | Определение, значение, профиль, состав и факты

    Почвы сильно различаются по своим свойствам из-за геологических и климатических изменений на расстоянии и во времени. Даже такое простое свойство, как толщина почвы, может варьироваться от нескольких сантиметров до многих метров, в зависимости от интенсивности и продолжительности выветривания, эпизодов осаждения и эрозии почвы и закономерностей эволюции ландшафта. Тем не менее, несмотря на эту изменчивость, почвы обладают уникальной структурной характеристикой, которая отличает их от простых земных материалов и служит основой для их классификации: вертикальная последовательность слоев, образованная совместным действием просачивающихся вод и живых организмов.

    Профиль подзолистой почвы

    Профиль подзолистой почвы из Ирландии, демонстрирующий обесцвеченный слой, из которого были выщелочены гумус и оксиды металлов и впоследствии отложились в обычно красноватом горизонте ниже.

    © ISRIC, www.isric.nl Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

    Эти слои называются горизонтами, и полная вертикальная последовательность горизонтов составляет почвенный профиль (см. Рисунок). Почвенные горизонты определяются признаками, отражающими почвообразовательные процессы.Например, самый верхний слой почвы (не включая поверхностную подстилку) называется горизонтом А. Это выветренный слой, который содержит скопление гумуса (разложившееся, темноокрашенное, богатое углеродом вещество) и микробную биомассу, которая смешивается с мелкозернистыми минералами с образованием агрегатных структур.

    профиль почвы

    Профиль почвы, показывающий основные слои от горизонта O (органический материал) до горизонта R (уплотненная порода). Педон - это наименьшая единица земной поверхности, которую можно использовать для изучения характерного почвенного профиля ландшафта.

    Encyclopædia Britannica, Inc.

    Ниже A находится горизонт B. В зрелых почвах этот слой характеризуется скоплением глины (мелкие частицы диаметром менее 0,002 мм [0,00008 дюйма]), которые либо отложились из просачивающихся вод, либо выпали в результате химических процессов с участием растворенных продуктов выветривания. Глина наделяет горизонты B множеством разнообразных структурных особенностей (блоков, столбцов и призм), образованных из мелких частиц глины, которые могут быть связаны друг с другом в различных конфигурациях по мере развития горизонта.

    Ниже горизонтов A и B находится горизонт C, зона небольшого накопления гумуса или развития структуры почвы или его отсутствия. Горизонт C часто состоит из рыхлого материнского материала, из которого сформировались горизонты A и B. Он лишен характерных черт горизонтов А и В и может быть либо относительно невыветренным, либо глубоко выветренным. На некоторой глубине ниже горизонтов A, B и C залегает консолидированная порода, составляющая горизонт R.

    Эти простые буквенные обозначения дополняются двумя способами (см. Таблицу буквенных обозначений почвенных горизонтов).Сначала определяются два дополнительных горизонта. Подстилка и разложившееся органическое вещество (например, останки растений и животных), которые обычно лежат на поверхности земли над горизонтом A, обозначаются как горизонт O, тогда как слой непосредственно под горизонтом A, который подвергался интенсивному выщелачиванию (т. Е. медленно вымывается от определенного содержимого под действием просачивающейся воды) получает отдельное обозначение E горизонт, или зона элювиации (от латинского ex , «из» и lavere , «промывать»).Развитию горизонтов E способствуют обильные осадки и песчаный материнский материал - два фактора, которые помогают обеспечить интенсивное просачивание воды. Твердые частицы, потерянные в результате выщелачивания, откладываются в горизонте В, который затем можно рассматривать как зону иллювиации (от латинского il , «in» и lavere ).

    Буквенные обозначения почвенного горизонта
    Базовые обозначения горизонтов поверхности
    О органический горизонт, содержащий подстилку и разложившееся органическое вещество
    А минеральный горизонт, затемненный скоплением гумуса
    Базовые обозначения подземных горизонтов
    E минеральный горизонт светлее горизонта A или O и обеднен глинистыми минералами
    AB или EB переходный горизонт больше похож на A или E, чем на B
    BA или BE переходный горизонт больше похож на B, чем на A или E
    B скопившаяся глина и гумус ниже горизонта А или Е
    BC или CB переходный горизонт от B до C
    C рыхлый грунт ниже горизонта A или B
    р уплотненная порода
    Добавлены суффиксы к особенностям горизонтов
    а сильно разложившееся органическое вещество
    б погребенный горизонт
    c конкреции или твердые узелки (железо, алюминий, марганец или титан)
    е органическое вещество промежуточного разложения
    ж мерзлая почва
    грамм серый цвет с сильными пятнами и плохим дренажем
    час накопление органических веществ
    я слабо разложившееся органическое вещество
    k накопление карбоната
    м цементация или уплотнение
    п накопление натрия
    о накопление оксидов железа и алюминия
    п вспашка или другое антропогенное нарушение
    q накопление кремнезема
    р выветренная или мягкая коренная порода
    s накопление оксидов металлов и органических веществ
    т скопление глины
    v плинтит (твердый обогащенный железом материал недр)
    ш развитие цвета или структуры
    Икс характер фрагипана (плотный, ломкий)
    y скопление гипса
    z накопление солей

    Комбинированная последовательность горизонтов A, E, B называется солумом (лат. «Пол»).Солум является истинным очагом почвообразовательных процессов и основной средой обитания почвенных организмов. (Переходные слои, имеющие промежуточные свойства, обозначаются двумя буквами соседних горизонтов.)

    Второе усовершенствование номенклатуры почвенных горизонтов (также показанное в таблице) - это использование суффиксов в нижнем регистре для обозначения особенностей, которые важны для развитие почвы. Наиболее распространенные из этих суффиксов применяются к горизонту B: g для обозначения пятнистости, вызванной переувлажнением, h для обозначения иллювиального накопления гумуса, k для обозначения карбонатных минеральных осадков, o для обозначения остаточных оксидов металлов , s для обозначения иллювиального накопления оксидов металлов и гумуса и t для обозначения накопления глины.

    Педоны и полипедоны

    Почвы - естественные элементы выветренных ландшафтов, свойства которых могут варьироваться в пространстве. Однако для научных исследований полезно рассматривать почвы как объединения модулей, известных как педоны. Педон - это мельчайший элемент ландшафта, который можно назвать почвой. Его предел глубины - это несколько произвольная граница между почвой и «не почвой» (например, коренной породой). Его поперечные размеры должны быть достаточно большими, чтобы можно было изучать любые присутствующие горизонты - как правило, площадь от 1 до 10 квадратных метров (от 10 до 100 квадратных футов), с учетом того, что горизонт может иметь переменную толщину или даже прерывистый.Если горизонты цикличны и повторяются с интервалом от 2 до 7 метров (от 7 до 23 футов), педон включает половину цикла. Таким образом, каждый педон включает в себя диапазон изменчивости горизонта, возникающий на небольших площадях. Если цикл меньше 2 метров или все горизонты непрерывны и имеют одинаковую толщину, площадь педона составляет 1 квадратный метр.

    Почвы встречаются на ландшафте в виде групп похожих педонов, называемых полипедонами, которые имеют достаточную площадь, чтобы считаться таксономической единицей.

    Добавить комментарий