8 месяцев назад
Нету коментариев

В настоящем разделе мы приведем в качестве приме­ра несколько профилей почв различных типов, для кото­рых были определены водные константы, чтобы показать, с одной стороны, какими конкретными величинами харак­теризуются эти константы, а с другой — чтобы составить представление о том, в какой связи они находятся с про­цессом почвообразования.

В табл. 4 — 8 даны водные константы нескольких почв, а на рис. 37 — 41 изображены их изменения по поч­венному профилю в графическом виде. В таблицах все константы даются как в процентах от веса сухой почвы, так и в процентах от объема. На рисунках они выражены в процентах от объема. Кроме того, на рисунках показан механический состав почв.

Обзор водных свойств почв различных типов начнем с почв подзолистого типа.

На рис. 37 показана пахотная дерновоподзолистая почва, развитая на тяжелом покровном суглинке, подсти­лаемом на глубине 240 см валунным песчанистым су­глинком. Те же данные в цифровом выражении приводят­ся в табл. 6.

Водные свойства и механический состав пахотной дерновосреднепозолистой почвы

Водные свойства и механический состав пахотной дерновосреднепозолистой почвы

T_006

Подстилающая порода, довольно грубого механиче­ского состава (о чем можно судить по низкой величине МГ, равной 3,7%), отличается очень низкой величиной общейпорозности, не достигающей 30%. Эта черта, возможно, характерна для моренных отложений, образова­ние которых сопровождалось переминанием грунтовых масс, а иногда и последующим их оглеением, — процес­сами, влекущими за собой разрушение микроструктуры. Материнская порода почвы — тяжелый пылеватый покровный суглинок, как видно из рисунка, в пределах толщи 100—240 см отличается очень большой однород­ностью как по водным свойствам, так и по механическо­му составу. Общая порозность его колеблется в пределах 40—41% от объема, НВ — в пределах 37—38%, ВЗ— 20—21% и МГ— 13—15%, слегка возрастая книзу.

Из всей влаги, содержащейся в породе при влаж­ности, равной НВ, менее половины (17—18% из 37— 38%) доступно для растений. Характерной чертой яв­ляется низкаяпорозность аэрации, которая колеблется в пределах 2—4% от объема почвы.

В пределах собственно почвенного слоя (от 0 до 100 см) водные свойства сильно изменены по сравнению с породой.

Общая порозность в пахотном горизонте достигает почти 60%. При переходе в подпахотный горизонт она резко падает — до 46% и далее книзу постепенно убы­вает. Величина НВ в верхнем полуметре варьирует в пределах 30—35%, книзу медленно нарастает до 37%. МГ и ВЗ имеют отчетливо пониженное значение в преде­лах пахотного слоя и верхней половины горизонта А2В вследствие столь же резко пониженного содержания или­стых частиц, обусловленного процессом оподзоливания. Ниже эти две величины постепенно нарастают. В соот­ветствии с таким изменением величин НВ, с одной сто­роны, и ВЗ — с другой, содержание доступной влаги при влажности, равной НВ (диапазон активной влажности), в верхнем 30-сантиметровом слое достигает 20—25% от объема, составляя гораздо более половины общего содер­жания влаги при этой влажности, равной 30—34% от объема. Глубже, начиная с нижней половины горизонта А2В, диапазон активной влажности падает до 15—17%, составляя, примерно, половину общего запаса влаги. Весьма велика в верхней части почвенной толщи и порозность аэрации, которая достигает здесь 25% от объема почвы.

Из всего сказанного об этом профиле видно, что поч­вообразовательный процесс, в данном случае подзолооб­разовательный, очень сильно изменил водные свойства первоначальной породы в процессе превращения ее в почву. Значительно увеличилась общая порозность и по­розность аэрации, снизилось относительное содержание влаги, недоступной растениям. Все эти изменения, несом­ненно, благоприятны для растений и могут рассматри­ваться как элементы естественного повышения плодо­родия почвы, происходящего под влиянием раститель­ности. Эти изменения являются результатом многолетне­го воздействия сначала на материнскую породу, а затем и на почву древесных корней, в частности глубоких кор­ней дуба, который и поныне занимает существенное место в составе древостоев на участках леса, окружаю­щих пашню, на которой был заложен рассмотренный разрез. Исходя из рис. 37, можно предположить, что за­метное влияние корневых систем простиралось до глуби­ны около 1 м или немного больше. Именно до этой глу­бины наблюдается отчетливое увеличение порозности аэрации. Что касается уменьшения содержания недоступ­ной влаги и увеличения диапазона активной влажности, то эти изменения сами по себе являются также благо­приятными для растений. Однако непосредственная при­чина, лежащая в их основе, — разрушение илистой фрак­ции в процессеоподзоливания, слабо компенсированное в данном случае накоплением гумуса, благоприятным яв­лением считаться не может, ибо оно влечет за собой ухудшение структурности.

К указанным изменениям водных свойств, обязанным своим происхождением влиянию биологических факто­ров, в пахотном слое присоединяется влияние механиче­ской обработки, выразившееся в дополнительном раз­рыхлении почвы.

Рассмотрим теперь другой профиль подзолистой поч­вы, отличающийся значительно более легким механиче­ским составом.

На рис. 38 представлены водные свойства и механи­ческий состав подзолистой лесной почвы, развитой на легком покровном суглинке, который на глубине около 85 смподстилается более тяжелым песчанистым суглин­ком — перемытой мореной. В табл. 7 приводятся соответ­ствующие цифровые данные.

Водные свойства и механический состав лесной дерновосреднепозолистой почвы

Водные свойства и механический состав лесной дерновосреднепозолистой почвы

T_007

Общая картина изменения водных свойств по профи­лю почвы та же, что и в предыдущем случае. Существен­ная разница заключается в том, что степень этого изменения в верхней части профиля (особенно увеличение общей порозности и порозности аэрации) гораздо боль­ше, но глубина распространения этих изменений значи­тельно меньше. Эту разницу можно объяснить тем, что здесь господствующей породой является ель, обладаю­щая очень неглубокой корневой системой и поэтому ме­няющая водные свойства на небольшую глубину.

Переходим к почвам черноземного типа.

На рис. 39 изображено изменение водных свойств по профилю мощного целинного чернозема, развитого на лёссовидном суглинке, который на глубине 220 см под­стилается тоже лёссовидным суглинком, но более легко­го механического состава.

Водные свойства и механический состав мощного тучного суглинистого чернозема

Водные свойства и механический состав мощного тучного суглинистого чернозема

В табл. 8 приводятся цифровые данные, относящиеся к этому профилю.

T_008

В этом профиле прежде всего бросается в глаза вы­сокая общая порозность, которая в верхней части про­филя превышает 60% и остается до глубины почти 150 см выше 50%. До этой же глубины весьма велика и порозность аэрации, колеблющаяся в пределах 20% от объема почвы и лишь глубже 150 см падающая до 10%. Величины МГ и ВЗ изменяются по профилю сравнитель­но мало, вплоть до перехода в подстилающую породу, где они заметно уменьшаются вследствие более легкого механического состава.

Высокие величины общей порозности и порозности аэрации обязаны своим происхождением, несомненно, значительной структурности чернозема. При этом, если в пределах гумусового горизонта (до глубины 80 см) хоро­шо развита макростуктура, то в горизонте Вк (80— 160 см), где наблюдается максимальное накопление кар­бонатов, высокая порозностьобязана своим происхожде­нием уже микроструктуре.

Таким образом, и в черноземе значительное измене­ние водных свойств породы, возникающее в процессе превращения ее в почву, связано также с влиянием кор­ней (но уже травянистых растений), создающих структу­ру и непосредственно повышающих порозность.

На рис. 40 изображено изменение по профилю водных свойств южного солонцеватого глинистого чернозема, находящегося под 45-летним дубовым насаждением, раз­витого на легкой покровной глине. Пунктиром нанесены данные, относящиеся к такому же чернозему, но находя­щемуся на пашне. Цифровой материал к этому профилю дается в табл. 9.

T_009

При первом взгляде на рис. 40 заметны две особен­ности. Первая — низкая величина диапазона активной влажности, которая варьирует в пределах 13—15% от объема почвы, не превышая половины общего содержа­ния влаги или влажности, равной НВ. Сравнивая этот профиль с профилем мощного чернозема (рис. 39), мы видим, что такое резкое снижение содержания доступной влаги вызвано тем, что в южном черноземе гораздо выше величина ВЗ, причиной чего, без сомнения, является его более тяжелый механический состав, а также, возможно, некоторая солонцеватость. В то же время величина НВ в разрезах обоих черноземов, примерно, одинакова, колеб­лясь в пределах 30—37% от объема почвы. Существен­ная разница в величине НВ наблюдается только в верхних частях гумусовых горизонтов: в мощном черноземе эта величина значительно выше.

Водные свойства и механический состав южного солонцеватого чернозема

Водные свойства и механический состав южного солонцеватого чернозема

Вторая особенность, бросающаяся в глаза, — сближе­ние величин НВ и ПВ в профиле южного чернозема во втором полуметре, наиболее резко выраженное на глуби­не 80—90 см (см. рис. 40). В этом слое объемный вес достигает наибольшей величины (1,66 г/см3). При этом механический состав по профилю почвы почти не изменяется. Причину таких явлений следует искать в со­лонцеватости чернозема, которая на указанной глубине бывает наибольшей. В этом черноземе, в слое 100—200 см имеется горизонт накопления солей, в том числе натрие­вых. В летние периоды соли в некотором количестве подтягиваются в почвенный профиль. В результате их проникновения в почвенный профиль появляется обменный натрий, т. е. возникает некоторая солонцеватость. Вслед­ствие этого происходит частичное разрушение микро­структуры и уплотнение почвенной массы. Общая порозностьуменьшается, величина ВЗ возрастает, а ве­личина НВ остается постоянной, вследствие чего пороз­ность аэрации падает и одновременно уменьшается диа­пазон активной влаги.

В гумусовом горизонте пахотного чернозема пороз­ность аэрации довольно низка (см. рис. 40, пунктир), в то время как под лесом она значительно больше, на ос­новании чего можно заключить, что 45-летнее произрас­тание дубового насаждения значительно повысило пороз­ность аэрации, причем это повышение охватывает 70— 80-сантиметровую толщу.

Переходим к типичному богарному серозему, водные свойства которого изображены на рис. 41. Цифровые данные, относящиеся к этой почве, представлены в табл. 10. В соответствии со слабой расчлененностью профиля на горизонты водные свойства почвы изменяются по профи­лю очень мало. Порозность аэрации очень велика, что объясняется хорошо выраженной микроструктурой и от­носительно легким механическим составом, понижаю­щим величину НВ. Диапазон активной влажности варь­ирует по профилю в пределах 15—16% от объема почвы, что составляет около 2/3 запаса влаги при НВ. Абсолют­ная величина ДАВ в этой почве такая же, как и в рас­смотренных выше черноземах, но ее относительная вели­чина больше вследствие меньшей величины ВЗ, что обус­ловлено легким механическим составом. В отношении водных свойств почвенные слои богарного серозема поч­ти не отличаются от толщ породы, как это имело место в рассмотренных выше профилях черноземных подзоли­стых почв. Это объясняется тем, что период вегетации естественной растительности, свойственной сероземам, настолько краток, разложение ее остатков происходит так быстро, что она неспособна вызвать сколько-нибудь су­щественные изменения в свойствах породы. А содержание гумуса, который играет большую роль в образовании структуры, в сероземах очень низко (1—2%).

Водные свойства и механический состав пахотного типичного богарского серозема

Водные свойства и механический состав пахотного типичного богарского серозема

T_010

В заключение рассмотрим табл. 11, в которой приво­дятся запасы некоторых категорий влаги для всех рас­смотренных почв, выраженные в миллиметрах водного слоя для слоев почв 0—50, 50—100, 100—200 и 0—200 см.

T_011

Три разреза — подзолистая почва на тяжелом суглин­ке и оба черноземных профиля в пределах 2-метровой толщи — обладают близкими величинами запасов влаги, соответствующих НВ, которые варьируют от 650 до 695 мм. То же самое наблюдается и в отношении запасов влаги той же категории и в первом метре: они варьируют в пределах 320—370 мм.

Другие два разреза — дерновоподзолистой почвы на легком покровном суглинке и серозема, отличающиеся от рассмотренных разрезов более легким механическим составом, обладают как в первом, так и во втором мет­рах одинаково более низкими запасами влаги при влаж­ности, равной НВ.

Рассматривая запасы влаги, соответствующие ВЗ, мы видим прежде всего, что по этим величинам почвы отли­чаются очень резко. Если в 2-метровой толще серозема этот запас влаги равен 188 м, то в такой же толще юж­ного глинистого чернозема он достигает 400 мм. Решаю­щее влияние механического состава в этом отношении очевидно.

Далее отметим, что в каждой почве, кроме подзоли­стых, запасы, соответствующие ВЗ в первом и втором метрах, одинаковы. Невелика также разница этих запа­сов между верхним и нижним полуметрами первого мет­ра. Эти два факта свидетельствуют о том, что содержа­ние гумуса оказывает лишь очень небольшое влияние на запасы влаги, соответствующие ВЗ. В подзолистой поч­ве на тяжелом покровном суглинке запасы влаги, соот­ветствующие ВЗ, в первых двух полуметровых слоях и в обоих метровых слоях отличаются очень сильно, что за­висит опять-таки от влияния механического состава, ко­торый в верхней части почвенного профиля значительно легче вследствие оподзоливания.

Обращаясь к величинам диапазона активной влаж­ности, мы видим следующее.

Наименьшей величиной этого диапазона в верхней метровой толще и во всех отдельных слоях отличается южный глинистый чернозем. Очень низкой величиной диапазона во втором метре характеризуется также поро­да, подстилающая подзолистую почву на легком суглин­ке. Наибольшую величину диапазона мы находим у мощ­ного чернозема на лёссовидном суглинке.

Таким образом, наибольшая величина диапазона ак­тивной влажности зависит от двух факторов: механиче­ского состава и сложения почвы. Основным является ме­ханический состав. В прямой зависимости от содержания илистых частиц находится величина ВЗ, а следовательно, и соответствующий запас недоступной для растений вла­ги. Что же касается величины НВ, то она в гораздо боль­шей мере, чем ВЗ, связана со сложением почвы. Именно рыхлое сложение мощного чернозема обусловило не­большую величину этого диапазона.

В итоге можно сказать, что наибольшие изменения водных свойств по сравнению с материнской породой мы находим в верхних почвенных горизонтах. Это указывает на решающую роль в данном отношении биологических факторов, в первую очередь растений и роющих живот­ных — дождевых червей, насекомых и их личинок и т. д., влияние которых на водные свойства почвы многообразно.

Во-первых, растения, непосредственно своими корня­ми разрыхляя почвенную толщу, повышают ее общую порозность и полную влагоемкость, порозность аэрации и наименьшую влагоемкость, а равным образом и водопро­ницаемость.

В этом же направлении влияют на почву дождевые черви, насекомые и их личинки и пр., которые также рых­лят ее, создают в ней более или менее крупные поры, ходы и т. д. Но особенно сильной в этом отношении ока­зывается деятельность древесных корней.

Во-вторых, растения являются важнейшим фактором создания структуры почвы, так как влияют на почву своими корнями и продуктами превращения корневых остатков — гумусовыми веществами, которые представ­ляют собой клеящие вещества. В связи с этим очень важ­на и деятельность микроорганизмов. Продуктом их жиз­недеятельности являются вещества, из которых тоже мо­гут образоваться гумусовые соединения. Образование структуры влияет на водные свойства в том же направле­нии, что и непосредственное воздействие корней, повы­шая полную влагоемкость, порозность аэрации, наимень­шую влагоемкость и водопроницаемость. Вместе с тем возникновение структуры увеличивает величину ВРК, что способствует повышению прочности запаса влаги в почве.

Таким образом, влияние биологических факторов на водные свойства заключается прежде всего в том, что водные свойства, присущие первоначальной материнской породе, изменяются в сторону приобретения ими ряда черт, благоприятных для произрастания растений, в ко­нечном счете — в сторону прямого или косвенного повы­шения плодородия почвы. В этом можно видеть проявле­ние общей закономерности, которая была установлена В. Р. Вильямсом, заключающейся в том, что первона­чальная горная порода под влиянием жизнедеятельно­сти различных организмов приобретает новое свойство — плодородие.

Важнейшим фактором преобразования водных свойств материнской породы в процессе превращения ее в почву являются различные живые организмы, которые и в этом отношении сохраняют свое ведущее положение в ряду природных факторов почвообразования.

В руках человека живые организмы, наряду с почво­обрабатывающими орудиями, являются эффективным средством преобразования и улучшения водных свойств почвы в процессе ее окультуривания.

comments powered by HyperComments