Все о свойствах почвы. Что является важным свойством почвы.

Химические характеристики почвы определяются типами структурных связей как в жидкой, так и в твердой фазах, а также прочностью почвы. Твердая фаза почвы, известная как минеральная фаза, включает соединения всех элементов периодической таблицы Менделеева, за исключением торфяных почв, которые состоят исключительно из органических составляющих. Основные химические характеристики включают

Описание главных свойств почвы, от чего зависит и как формируется грунт

Почва — это уникальное природное вещество, образующее тонкий слой, который покрывает большую часть суши на нашей планете. В зависимости от климатических зон и других условий, в различных регионах почва может обладать разнообразными физическими и химическими свойствами и варьироваться по биологическому составу. Информация о ключевых свойствах почвы, а также её основных физических и химических параметрах, может быть полезна не только дачникам и фермерам, но и любознательным читателям, интересующимся сельским хозяйством и экосистемами.

Наиболее значимым свойством почвы, имеющим ключевое значение для сельского хозяйства, является её плодородие. Плодородие обозначает способность верхнего слоя почвы обеспечивать семена растений необходимыми условиями для их роста и развития. Данное свойство зависит от множества факторов и может изменяться под влиянием природных условий или человеческой деятельности.

Основные аспекты, от которых зависит плодородие, включают соотношение минеральных и органических веществ в почве, а также её способность впитывать и удерживать влагу и кислород. На протяжении тысячелетий человечество научилось улучшать состав почвы. Такие искусственные агрономические мероприятия, как вспашка, внесение органических и неорганических удобрений, помогли людям прокормить себя и обосноваться на новых территориях.

Следует упомянуть, что термины «почва» и «недра» имеют разные значения. Неорганические компоненты, такие как песок, глина и камни, составляют основу почвы земельного участка. При этом такая почва с низкой долей органических веществ обычно не подходит для сельскохозяйственного использования и возделывания культур. То есть почва — это любой тип грунта, но только его плодородная часть имеет значение с точки зрения сельского хозяйства.

Основное минеральное вещество почвы напрямую оказывает воздействие на её плодородие. Изменение состава почвы на полевых участках можно добиться добавлением смесей песка, торфа и органических веществ.

Систематическое и правильное внесение удобрений, орошение и сезонная мелиорация могут трансформировать даже те участки почвы, которые ранее были непригодны для возделывания, в плодородные земли. В то же время, небрежное применение пестицидов, нарушения в орошении и опустынивание, вызванное изменениями климата, могут превратить даже самые продуктивные участки в бесплодные.

Механический состав

Минеральные частицы представляют собой ключевые компоненты почвы. Их размер может значительно варьироваться, и частицы одинакового размера образуют так называемую фракцию. Преобладание определённых частиц в образцах почвы стало основанием для разработки классификации почв, в которую входят:

• песчаная;
• супесчаная;
• суглинистая;
• глинистая.

Эти различные типы почвы отличаются по своим свойствам: способностью удерживать влагу, термической проводимостью, уровнем дыхательной активности и трудностью обработки.

Например, ил и глина относятся к наиболее трудным для обработки почвам. Чтобы определить механический состав почвы в исследуемом районе, можно провести простую практическую проверку, смочив образец почвы и скатив его в «колбаску»:

1. Если «колбаска» не получается, значит, земля песчаная.
2. Если «колбаска» удаётся, но быстро распадается, это говорит о супесчаниковой почве.
3. Если получившийся жгут распадается при попытке свернуть его в кольцо, это свидетельствует о наличии суглинка.
4. Если «колбаска» без труда сворачивается в кольцо, это указывает на глинистую почву.

Гравийные и глинистые почвы нуждаются в значительном количестве удобрений. Песок быстро прогревается и так же быстро остывает, что делает его неподходящим для удержания влаги. Напротив, суглинок способен удерживать как тепло, так и воду, что делает его более удобным для выращивания растений. Оба типа почвы требуют регулярного пополнения органическими веществами и контролируемого полива.

Агроном, обладающий 12-летним опытом, описывает суглинок и супесчаник как почвы, которые требуют удобрений, но на которых растения растут лучше всего. Это связано с тем, что их состав и структура позволяют эффективно использовать удобрения и влагу. Частицы почвы, которые «склеены» вместе благодаря органическим веществам, или образовались в результате физических и химических процессов, называются агрегатами. В зависимости от своего размера они классифицируются как комки, комья и пыль.

Какими физическими свойствами обладает

Существуют несколько важных физических свойств почвы, которые играют существенную роль в определении её плодородия.

Скважность

Скважность, или пористость, представляет собой количество свободных пространств между механическими частицами почвы и агрегатами. Эти пустоты могут заполняться воздухом, водой и корнями растений. Оптимальная пористость для растений составляет 40-60%. Данный показатель определяется в ходе лабораторных исследований.

Существуют два основных типа водного содержания: капиллярное и некапиллярное. Капиллярная влажность включает количество пор, заполненных водой, тогда как некапиллярная влажность относится к тем пустотам, которые заполнены воздухом. Водо- и воздухопроницаемость почвы является важной характеристикой, которая может изменяться в зависимости от объема влаги в почве.

Гранулометрический состав

Гранулометрический состав — это процентное соотношение механических элементов в образце абсолютно сухой почвы. Классификация по гранулометрическому составу определяется соотношением песка и глины в образце. Этот параметр важен, так как он влияет на физические и химические характеристики почвы.

Плотность

Плотность обозначает массу на единицу объема абсолютно сухой почвы природы. Она зависит от структуры почвы, размера её частиц и количества органических веществ. Обычно плотность почвы уменьшается после механического воздействия, такого как вспашка, боронование или рыхление, а затем принимается стабильное значение. Оптимальные значения плотности находятся в пределах от 0,8 до 1 г/см³.

Влажность

Влажность представляет собой процентное содержание воды относительно массы сухой почвы. Данный показатель имеет ключевое значение, поскольку переувлажнение приводит к потере урожайности. Рекомендуемое содержание влаги составляет 60-70% для овощей, 70-80% для кормовых культур и до 85% для зерновых.

Твердость

Твердость определяет способность почвы уплотняться и разуплотняться, то есть сопротивление проникновению механических орудий в землю. Твердость измеряют с помощью твердомера, и этот параметр оказует влияние на всхожесть семян, на режим водного, воздушного и теплового обмена при агрономической обработке поля, а также на устойчивость почвы к механическим воздействиям.

Липкость

Липкость определяет способность частиц почвы сцепляться друг с другом и с деталями машин во время обработки. Она может оказывать отрицательное влияние на качество урожая и производительность техники и рабочей силы.

При принятии решения о покупке садоводческого участка, зачастую, ограничиваются визуальным осмотром и характеристиками почвы, предоставленными в садоводческом товариществе. Однако, если речь идет о покупке значительной площади земли в аренду или в собственность, то проведение почвенного исследования, учитывающего физические, химические и биологические параметры почвы, становится абсолютно необходимым.

Все о свойствах почвы

Изучение свойств почвы необходимо не только для земледельцев, но также для множества других людей, интересующихся сельским хозяйством и экосистемами. Важно понимать основное качество любой почвы, а также знакомиться с её физическими свойствами и основными морфологическими параметрами. Знание химических свойств почвы также имеет важное значение для эффективного использования сельскохозяйственных земель.

Какое является основным?

Как легко заметить, наиболее важным свойством почвы является её плодородие — способность обеспечивать растения всеми необходимыми для роста факторами. Экономически ценными считаются те почвы, которые способны удовлетворить все потребности сельскохозяйственных культур. Несмотря на то что большие площади земли используются под строительство и другие нужды, сельское хозяйство также активно развивается в XXI веке. Важно понимать, что биологическая продуктивность в значительной мере зависима от других параметров почвы. Например, она связано с поглотительной способностью почвы.

Хорошо ухоженное поле будет содержать достаточное количество солей, необходимых для обеспечения растений питательными веществами, однако в меньших концентрациях, чем те, которые могут оказать на них вредное воздействие. Другое важное свойство — это изменчивость уровня насыщенности почвы водой. Поэтому ещё одним ключевым параметром плодородия является способность почвы регулировать насыщение водного раствора. Если уровень солей поднимется выше определённого порога, твердая фаза почвы начнет поглощать избыток солей.

И наоборот, некоторые вещества могут высвобождаться в почвенный раствор, когда их концентрация снижается.

Тем не менее, это регулирование имеет свои ограничения. Оно обеспечивает растения питательными веществами лишь в ограниченной степени. Более того, помимо полезных компонентов, некоторыми из этих процессов могут быть поглощены и токсичные для всех или отдельных растений элементы. Поглотительная способность почвы сильно зависит от наличия мелких коллоидных частиц, которые обычно объединяются в так называемый поглощающий комплекс. Следует отметить, что нитраты, являющиеся важными питательными веществами для растений, поглощаются почвой лишь незначительно и подвержены вымыванию.

Почва, используемая в сельском хозяйстве, может также варьироваться по своей кислотности. Здесь необходимо точно соблюдать баланс: слишком высокая или низкая кислотность почвы может причинить серьезный вред растениям. Однако многое зависит и от того, какие именно культуры произрастают на участке. Существенное значение имеет также способность почвы обеспечивать корневую систему необходимым количеством влаги.

Также стоит обратить внимание на другие физико-химические свойства, которые могут оказывать не менее значительное влияние на биоплодородие почвы.

Обзор физических свойств

Скважность

Скважность является одной из основных характеристик любой почвы. На первый взгляд может показаться, что почва является однородной твердой массой. Однако на деле между её частицами существует множество пор, и степень прочности этих связей определяется соотношением объема пустот, находящихся в почве, к объему твердой фракции. Поры могут находиться как между отдельными частицами, так и внутри них. В большинстве случаев эти поры заполнены воздухом или водой.

Поры делятся на капиллярные и некапиллярные. Капиллярные поры имеют особое значение, так как они определяют, как хорошо почва удерживает нужное содержание влаги даже в неблагоприятных условиях. В то время как некапиллярные поры отвечают за проницаемость почвы для осадков и обмен воздуха. Однако, как и во многих других аспектах, здесь также важна умеренность: слишком высокие уровни капиллярной и некапиллярной пористости могут негативно сказываться на состоянии почвы.

Состав почвенного покрова и его свойства могут меняться даже на одной и той же территории в зависимости от глубины почвы. Некоторые исследования показали, что пористость в структурированных почвах может быть на 50% выше, чем в бесструктурных образцах. Любое нарушение нормальной структуры, независимо от природы и степени, способно снижать пористость почвы. Например, разрыхление способствует увеличению пористости, тогда как уплотнение естественным образом сокращает количество пустот.

Оптимальные агрономические результаты достигнуты, когда в почве преобладает некапиллярная влага.

Гранулометрический состав

Гранулометрический состав также известен как текстура почвы или механический состав. Это понятие включает в себя пропорции частиц разных размеров, а также их минеральное происхождение и химический состав. Почва состоит из частиц разного размера, которые варьируются от нескольких сантиметров до порядка миллиметров и даже меньше. Важно отметить, что распределение частиц по размерам (текстура) всегда оценивается по абсолютно сухим образцам, поскольку наличие влаги может существенно изменить структуру почвы.

Группы одинакового размера частиц, как правило, имеют похожие механические параметры. Существует несколько классификаций гранулометрического состава как на отечественном, так и на международном уровне. Если размер частицы превышает 1 мм, она считается частью скелета почвы. Мелкие частицы, диаметр которых меньше 0,001 мм, попадают в класс алевритовой фракции, однако в практических целях они обычно не подразделяются на более мелкие группы.

В полевых условиях распределение зерен по размерам можно определить только приблизительно. Однако для большинства садоводов и огородников этого уровня детализации вполне достаточно. Один из простых методов — это сухой способ, заключающийся в растирании небольшой порции почвы пальцами. Глина обычно не очень легко перемалывается. Но если её предварительно измельчить, то она будет напоминать порошкообразную массу. В отношении других веществ можно отметить следующие характеристики:

• Пылеватая земля имеет мягкую и бархатистую текстуру;
• Песчаные структуры отличаются жесткостью и создают ощущение шероховатости;
• Пылевато-песчаные слои имеют мягкость, но при этом содержат хорошо прощупываемые песчинки.

Механические свойства почвы

Все почвы состоят из твердых частиц и пустот, которые заполнены воздухом или раствором. В зависимости от механического состава почвы выделяются несколько основных типов земель:

• глинистые;
• суглинистые;
• супесчаные;
• песчаные.

Механический состав имеет решающее значение для определения свойств и уровня плодородия почвы. Например, глинистые почвы, хотя и идеально подходят для большинства растений, медленно разлагаются и их трудно обрабатывать. Поэтому глинистые почвы часто называют тяжелыми. С другой стороны, песчаные почвы легко обрабатываются, однако они не подходят для выращивания большинства растений. Суглинистые и супесчаные почвы считаются наиболее оптимальными для ведения сельского хозяйства. Они обладают отличной способностью удерживать влагу, богаты питательными веществами и хорошо обрабатываются.

Физические свойства

Механический состав почвы определяет её физические свойства, среди которых:

• Пористость — это соотношение свободных пространств к твёрдым частицам в почве.
• Плотность — этот параметр зависит от механического состава и пористости. Чем больше пустот и рыхлых частиц в почве, тем выше её потенциал для плодородия и тем ниже плотность.
• Тепловой режим — способность почвы нагреваться под действием солнечного света и других источников тепла, а также удерживать это тепло.
• Влагоёмкость — это способность почвы впитывать и хранить влагу.
• Влажность — содержание воды в почве.

По праву самым плодородным типом почвы считается чернозем, особенно тот, в котором высокое содержание гумуса. Чернозем обладает всеми необходимыми природными свойствами, что делает его идеальным для успешного выращивания сельскохозяйственных культур. Это связано с его рыхлой структурой и способностью хорошо проводить как воздух, так и воду.

От чего зависят свойства почвы

Свойства почвы зависят от многих природных компонентов и процессов, которые, в свою очередь, влияют на уровень её плодородия:

• Климатические условия, включая уровень испарения и влажности на определённом участке. Мелкиë почвенные частицы, большие капиллярные поры и органика формируют способность почвы впитывать и удерживать влагу. Нарушение уровня водонасыщенности может привести к увяданию растений. Например, влажность суглинка составляет около 12%, а торфа — может достигать 50%, что приведет к устойчивому увяданию.
• Объем и уровень грунтовых вод. Важно учитывать водные режимы водоносного горизонта, так как они значительным образом влияют на почвообразование. Поступление влаги зависит от глубины залегания водоносных слоев. В глинистых почвах вода поднимается медленно, в то время как в более лёгких почвах этот процесс происходит быстрее, хотя и на меньшую высоту.
• Влияние как постоянных, так и переменных ветров. Участки почвы, расположенные на возвышенностях, подвержены эоловому воздействию, что приводит к эрозии. Сильные порывы ветра могут выдувать верхний плодородный слой, что непосредственно способствует истощению почвы.
• Температурные режимы определённой местности. Тепловой режим обуславливает почвенный микроклимат, что, в свою очередь, влияет на начало и завершение вегетационного периода у растений. Он также определяет количество полезных микроорганизмов, скорость разложения органических веществ и накопление гумуса. Например, под воздействием перегрева в тропиках образуются цементационные структуры, в то время как при переохлаждении на севере возникают фрагментарные образования.
• Климатическая зона тоже оказывает влияние на почвообразование, включая многолетние климатические условия, включая осадки, влажность, скорость ветра. Эти факторы, в свою очередь, зависят от местного рельефа, типа пород и растительного покрова.
• Растительный состав в значительной мере снижает риски деградации и опустынивания почв, а также стабилизирует круговорот питательных веществ и баланс воды в экосистеме.

Важнейшее свойство почвы

Самым значимым качеством почвы является её плодородие. Оно обеспечивает оптимальные условия для роста и развития растений, а также служит местом обитания для различных бактерий и микроорганизмов. Ценность плодородной почвы заключается не только в её жизненно важной роли в сельском хозяйстве, но также в том, что она является важнейшим компонентом глобальной биосферы Земли. Почва служит экологической связью между всеми живыми органическими существами и такими оболочками, как литосфера, гидросфера и атмосфера Земли.

Плодородная почва предоставляет растениям доступ к целому ряду питательных веществ, кислороду и влаге. Естественное плодородие основано на гумусе, который включает в себя кальций, фосфор, азот, железо и другие элементы, находящиеся в необходимом количестве для роста растений. Разнообразие растительности на поверхности и климатические особенности региона оказывают прямое влияние на процесс образования и накопления гумуса.

Механические свойства почвы

Характеристика механических свойств почвы можно оценить по её способности воспринимать и удерживать воду. Песок впитывает влагу быстрее, чем глина, из-за своего крупного строения и рыхлой текстуры частиц и промежутков между ними. В то время как глинистые частицы плотно прилегают друг к другу и затрудняют проникновение влаги внутрь. Механические свойства почвы анализируются по соотношению частиц разных размеров и их взаимному расположению.

К основным механическим свойствам почвы относятся следующие параметры:

• Пластичность. Это способность почвы изменять форму и сохранять её после изменения. Разрешение данного свойства проявляется только после увлажнения. Пластичность зависит от содержания гумуса, поглощения катионов и свойств коллоидной фракции почвы. Например, глинистые почвы, богатые натрием, часто демонстрируют высокую пластичность, в то время как перенасыщенные кальцием песчаные почвы — нет.
• Липкость. Это способность почвы слипаться во время увлажнения, и она зависит от физической зрелости почвы. Повышенная липкость ухудшает обработку и увеличивает уровень сопротивления при использовании сельскохозяйственной техники. Интересно, что черноземные почвы не слипаются даже при избыточном увлажнении — самые липкие почвы — это глинистые.
• Набухание. Увеличение объема почвы в результате насыщения влагой, связано с содержанием коллоидных частиц. Солонцы, или почвы с высокими уровнями натрия, могут набухать быстрее, чем другие. Сильное набухание может привести к разрушению структурной целостности почвы.
• Усадка. Уменьшение объема почвы после испарения влаги; излишняя усадка может вызывать появление трещин.
• Связность. Это сопротивление почвы внешним усилиям при разъединении её частиц. Силы сцепления обеспечивают соединение частиц, а связанность определяет сопротивление по давлению при использовании борон и других обработчиков. Этот параметр может быть измерен с использованием твердомера.
• Удельное сопротивление. Это усилие, необходимое для вращения почвенного слоя, его переворачивания и трения о поверхность плуга. Обычно удельное сопротивление вовсе не превышает 1,2 кг/см².

Механические свойства почвы

Все почвы состоят из твердых частиц и пор, заполненных воздухом или водным раствором. В зависимости от механического состава их делят на несколько основных типов:

• глинистые;
• суглинистые;
• супесчаные;
• песчаные.

Механический состав почвы в значительной степени влияет на её свойства и уровень плодородия. Например, глинистые почвы, несмотря на свою хорошую урожайность, имеют медленный процесс разложения и трудны для обработки. Их часто называют тяжелыми. Песчаные почвы, в свою очередь, легко обрабатываются, но не подходят для большинства сельскохозяйственных культур. Наилучшими почвами для сельского хозяйства считаются суглинистые и супесчаные почвы, которые хорошо удерживают влагу, богаты питательными веществами и легко обрабатываются.

Физические свойства

Физические свойства почвы, зависящие от её механического состава, включают:

• Пористость. Это соотношение пустот в почве к твёрдым частицам.
• Плотность. Зависит от механического состава и пористости. Чем пористее и рыхлее почва, тем выше её плодородные свойства и ниже её плотность.
• Тепловой режим. Способность почвы нагреваться от солнечного света и удерживать полученное тепло.
• Влагоёмкость. Способность почвы впитывать и удерживать влагу.
• Влажность. Содержание воды в почве.

Наиболее плодородным типом почвы является чернозем, обладающий высоким содержанием гумуса. Он не только богат полезными веществами, но также обладает всеми природными характеристиками, необходимыми для успешного возделывания сельскохозяйственных культур, включая рыхлую структуру, способствующую хорошей циркуляции воздуха и воды.

Что мы узнали?

Таким образом, плодородие является ключевым свойством любого типа почвы, поскольку оно определяет её способность удовлетворять потребности растений в необходимых веществах. Почва классифицируется в зависимости от ее природы. Это разнообразие свойств и характеристик определяет возможность её использования в разных сферах, как в сельском хозяйстве, так и в строительстве и других отраслях.