Часть 1. СВОЙСТВА, КЛАССИФИКАЦИЯ,
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОЧВ
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОЧВ
Каждая почва состоит из органических,
минеральных и органоминеральных комплексных
соединений. Основным источником минеральных
соединений в почвах являются почвообразующие
породы. Минеральное вещество составляет 80-90%
всего веса почвы.
Органические соединения почвы формируются
в результате жизнедеятельности растений,
животных и микроорганизмов. В процессе
почвообразования происходит накопление
органического вещества на поверхности почвы и в
ее верхних горизонтах. Разное соотношение
процессов поступления растительных и животных
остатков в почву и процессов их преобразования, а
также разная напряженность этих процессов
приводят к тому, что характер горизонтов
накопления органического вещества отличается
большим разнообразием.
Растительные и животные остатки, попадая в
почву, претерпевают сложные изменения. Часть их
полностью распадается до углекислоты, воды и
простых солей (процесс минерализации). Другая
часть преобразуется в сложные новые
специфические органические вещества самой почвы
— гумусовые вещества (процесс гумификации).
Совокупность же специфических и неспецифических
органических веществ почв, растительных и
животных остатков разной степени разложения,
кроме тех, которые еще не утратили тканевого
строения, получила название гумуса, или перегноя.
Гумусовые вещества почвы состоят из гуминовых
кислот, фульвокислот и гумина. Соотношения между
ними определяют качественную характеристику
гумуса разных типов почв. Обычно учитывается
прежде всего отношение углерода гуминовых
кислот (Сг) к углероду фульвокислот (Сф). В том
случае, когда это отношение меньше 1, гумус
фульватный; когда отношение Сг: Сф больше 1 —
гумус гуматный.
Почвенные горизонты обычно характеризуются
содержанием гумуса в процентах. Перегнойные и
торфяные горизонты характеризуются потерей при
прокаливании. Потеря при прокаливании — убыль в
весе почвы при нагревании ее до 450-500°С при
свободном доступе воздуха за счет потери воды и
органических веществ — выражается также в
процентах.
Следующей важной характеристикой химических
свойств почв является степень их кислотности.
Она определяется в суспензиях, полученных при
взбалтывании почв с водой (актуальная
кислотность) или раствором КCl ( обменная
кислотность), и выражается в единицах pH. По
величине степени кислотности различают кислые,
нейтральные и щелочные почвы. В зависимости от
степени кислотности определяют нуждаемость почв
в известковании или гипсовании и нормы внесения
извести и гипса.
Одной из важнейших сторон почвообразования
является образование почвенных коллоидов и
формирование почвенного поглощающего комплекса,
способного удерживать катионы кальция, магния,
натрия, калия, аммония, алюминия, железа и
водорода в обменном и необменном состоянии.
Общее количество поглощенных оснований Са**, Mg**,
Na*, К*, NH4 называют суммой поглощенных оснований.
Эту величину выражают в миллиграмм-эквивалентах
на 100 г почвы (мг-экв на 100 г почвы). Суммарное
количество всех обменных катионов называют
емкостью поглощения или емкостью обмена и также
выражают в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы.
Такие же характеристики имеет поглощение
почвами анионов — Сl'1, NO'3, SO'4,
РО'4, OH'.
Наличие в составе поглощенных катионов
водорода и алюминия обусловливает гидролитическую
кислотность почв, величина которой также
выражается в мг-экв на 100 г почвы. Отношение суммы
поглощенных оснований к величине суммы
поглощенных оснований плюс гидролитическая
кислотность, выраженное в процентах, называют
степенью насыщенности почв основаниями или
насыщенностью. По величине степени насыщенности
почв основаниями решают вопрос о нуждаемости
почв в известковании, необходимых количествах
извести и о формах внесения минеральных
удобрений.
Одна из основных характеристик вещественного
состава минеральной части почвы и его изменения
в результате почвообразования может быть
получена в итоге определения валового состава.
Основные компоненты минеральной части почв — SiO2
— окись кремния (кремнекислота, кремнезем) и R2O3
— полуторные окислы. По изменению их содержания
в профилях почв, сформированных на однородных,
неслоистых породах, можно судить о наличии или
отсутствии дифференциации почвенного профиля.
Это прослеживается как по изменению абсолютного
содержания окислов в разных горизонтах почвы (%SiO2,
%R2O3), так и по изменению молекулярных
отношений SiO2 : R2O3.
По количеству подвижных (доступных для питания
растений) соединений азота, фосфора, калия
оценивают естественное плодородие почв.
Содержание этих соединений выражают в
миллиграммах на 100 г сухой почвы. На основании
данных о содержании подвижных соединений азота,
фосфора, калия определяются нормы внесения
минеральных удобрений — аммиачного азота,
калийных и фосфорных удобрений.
В южных и юго-восточных районах нашей страны в
почвах часто накапливаются водно-растворимые
соли минеральных кислот, таких, как угольная (Na2CO3,
CaCO3, MgCO3, NaHCO3), соляная (NaCl, СаСl2,
MgCl2), серная (Na2SO4, CaSO4, MgSО4)
и др. По степени растворимости в воде простые
соли делятся на мало-, средне- и легкорастворимые.
Малорастворимые соли в почвах — MgCO3 и СаСO3
— карбонаты кальция и магния, среднерастворимая
соль — CaSO4 2Н2O — гипс, остальные соли
относятся к легкорастворимым. Легкорастворимые
соли в концентрациях более 0,25% токсичны для
растений.
Обычно в профиле незасоленных почв соли
распределяются в соответствии с их растворимостью.
Легкорастворимые соли выносятся за пределы
почвенного профиля, среднерастворимая соль —
гипс появляется на значительной глубине (150-200 см),
и несколько выше по профилю залегают
малорастворимые соли — карбонаты.
Глубина и характер выделения солей
учитываются при диагностике почв. В засоленных
почвах легкорастворимые соли подтягиваются к
поверхности. Морфологически засоление почв
определяют в поле по выцветам легкорастворимых
солей. Степень засоления почв определяется в
лабораторных условиях путем анализа водной
вытяжки. Для получения последней навеску почвы
заливают определенным количеством специально
очищенной воды и взбалтывают — легкорастворимые
соли переходят в раствор. В полученном растворе
определяют общее содержание солей по величине
плотного остатка и состав солей.
Содержание в почвах карбонатов также
является диагностическим признаком. В поле
глубину залегания невидимых на глаз выделений
карбонатов определяют элементарной химической
реакцией. На небольшой образец почвы наносят
несколько капель разбавленной минеральной
кислоты. Обычно применяют 5- 10%-ную соляную
кислоту. В случае присутствия карбонатов в почве
протекает реакция между ними и кислотой с
выделением пузырьков углекислоты, происходит
так называемое вскипание почвы. При невысоком
содержании карбонатов отмечается лишь слабое
потрескивание.
Наряду с химическими свойствами важную роль в
жизни почвы играют ее водно-физические
свойства, такие, как водопроницаемость,
влагоемкость, аэрация почвы и др.
Аэрация почвы в большой степени зависит от
поступления воздуха, особенно кислорода, из
атмосферы в поры почвы. Приток воздуха
определяется в значительной мере порозностью
почвы, т. е. объемом пор, заполненных почвенным
воздухом (или почвенным раствором).
Поступление влаги в почву складывается из
впитывания при частичном заполнении пор водой и
фильтрации воды. Совокупность этих явлений
объединяется понятием «водопроницаемость
почвы». По скорости впитывания воды различают
почвы хорошо-, средне- и слабоводопроницаемые.
Фильтрация почвы, т. е. нисходящее передвижение
влаги в почве или грунте при заполнении всех пор
водой, зависит от многих факторов: механического
состава, водопрочности агрегатов, плотности,
сложения.
Количество воды, характеризующее
водоудерживающую способность почвы, называют влагоемкостью.
В зависимости от сил, удерживающих влагу в почве,
различают максимальную адсорбционную
влагоемкость (влага, которая удерживается па
поверхности частиц под действием сорбционных
сил), капиллярную (запас воды, удерживаемый
капиллярными силами), наименьшую (полевую) и
полную влагоемкость или водовместимость
(содержание воды в почве при заполнении всех пор
водой).
С капиллярной влагоемкостью связано важное в
агрономической науке понятие капиллярной каймы. Капиллярной
каймой называется весь слой влаги между
уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта
смачивания почвы.
Наименьшая (полевая) влагоемкость — это
количество влаги, которое сохраняется в почве
(или грунте) при отсутствии капиллярного подтока
после стенания избыточной гравитационной воды.
Это максимальное количество воды, удерживаемое
почвой в естественных условиях при отсутствии
испарения и притока воды извне. Влагоемкость
почвы зависит от механического, химического,
минералогического состава почвы, ее плотности,
пористости и т. д.
Аэрация, водопроницаемость, влагоемкость и
другие водно-физические свойства почвы являются
важными почвенными характеристиками, влияющими
на плодородие почвы, ее хозяйственную ценность.
