3.2 Объемная масса и скважность
Важное аэрометрическое и агрономическое значение имеет плотность почвы (объемная масса), под которой понимают массы единицы ее объема в естественном сложении со всеми порами.
Плодородие почвы определяется не только запасом элементов пищи, но и также и физическими свойствами. Благоприятные физические свойства почвы обеспечивают нормальное развитие корневой системы растений. Для характеристики почвы большое значение имеют следующие физические свойства: удельный вес, объемный вес, порозность, полевая предельная влагоемкость, максимальная гигроскопичность, аэрация и др.
Удельный вес твердой части почвы колеблется от 2,5- в пахотном слое до 2,75 в нижних горизонтах.
Объемный вес культурного пахотного слоя не должен превышать 1,0-1,1 г/см3 - пашня уплотнена, 1,3-1,4 г /см3- пашня сильно уплотнена.
Порозность, или скважность почвы - это объем всех пор между твердыми частицами почвы и ее агрегатами, выраженной в процентах от общего объема почвы. По данным Н.А. Качинского, порозность, равная 55-65 %, характеризует пашню как культурную, 50-55 % - удовлетворительную и менее 50%- неудовлетворительную. Для супесчаной культурной почвы порозность равна 45-50%.
Физические свойства черноземов предкавказких вполне удовлетворительны. Удельный вес в горизонте А-2,55-2,57, в горизонте В-2,61-2,7. Объемный вес пахотного слоя - 0,96-1,07, в горизонте А2 1,15-1,25 г /см3 .
Порозность большая (в пахотном слое около 60%, с глубиной она уменьшается до 45 %)(Агафонов Е.В., Полуэктов Е.В., 1999).
3.3 Агрегатный состав
Структурой называют отдельности (агрегаты), на которые способна распадется почва.
Они состоят из соединенных между собой механических элементов. Форма, размер и качественный состав структурных отдельностей в разных почвах, а также почвах, а также в одной почве, но в разных ее горизонтах.
Различают три основных типа структуры: кубовидная - структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям; призмовидная - отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси; плитовидная - отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении. Каждый из перечисленных типов в зависимости от характера ребер, линий, размера подразделяется на более мелкие единицы.
В зависимости от размера агрегатов структуру подразделяют на следующие группы: глыбистая - больше 10 мм, макроструктура – 10 - 0,25 мм; грубая микроструктура - 0,25-0,1 мм; тонкая микроструктура – меньше 0,01 мм.
Агрегаты – это комки почвы, состоящие из механических элементов, т.е. песок, ил, пыль, которые связаны между собой. В пахотном слое комковато-пылевая структура, ниже комковато – ореховато-зернистая.
Изменяется состав пахотного слоя почвы после разных различных культур севооборота.
Аналогично изменяется под сельскохозяйственными культурами и качество водопроницаемых агрегатов. В пахотном слое в чистом пару и под пропашными культурами: агрегаты крупнее 0,25 мм содержится 58 - 62 %, под зерновыми 61-67% после люцерны и озимой пшеницы по пласту 71-77%.
3.4 Влагоемкость (водопроницаемость)
Влагоемкостью называется наибольшее количество воды, которое может удерживать почва после стекания гравитационной воды, которая просачивается в глубокие горизонты под действием силы тяжести. Влагоемкость выражается в процентах влаги к весу почвы. В черноземных почвах глинистого и тяжелосуглинистого механического состава она составляет 30-40%.
Вода в почве находится в различных состояниях и формах. Различают следующие основные формы воды в почве гравитационную, капиллярную, пленочную и гигроскопическую. Гравитационная вода заполняет некапиллярные промежутки почвы, по которым она передвигается под влиянием силы тяжести. Капиллярная вода заполняет капиллярные поры почвы. Она передвигается во всех направлениях, в том числе снизу вверх, по законам, действующих в капиллярных трубках. Пленочная вода окружает твердые частицы почвы в виде пленки и прочно удерживается ими. Гигроскопическая вода - это поглощенные почвенными частицами молекулы почвообразной влаги. Ее можно удалить путем высушивания почвы при 105о в течение нескольких часов.
Почвенная влага может быть подразделена на доступную и недоступную для растений. Доступной влагой является гравитационная, капиллярная и пленочная, недоступной - гигроскопическая (Полуэктов Е.В., Турулев В.В., 1994).
3.5 Глубина залегания грунтовых вод
На водораздельной части грунтовые воды залегают на глубине 8-10 метров, и, естественно, никакого влияния на процесс почвообразования не оказывают, тем самым корневая система многолетних насаждений находится в безопасной зоне.
Что касается пойменного участка, то здесь сказалось заметное влияние р. Плоская, поднимающая грунтовые воды, особенно в период наибольшего своего наполнения. Здесь по данным почвенного обследования, грунтовые воды залегают от 1,5-3,5-5 м.
Уровень грунтовых вод в этой части ОО «Михайловское» находится в прямой зависимости от высоты местности, поэтому заболачивание почвы происходит на небольших понижениях.
4. Химический состав почв
4.1 Гумус
По мнению И.С. Кауречева (1989) гумус - это основная часть органического вещества почвы, полностью утратившая черты анатомического строения организмов. Делятся на 2 большие группы веществ:
Неспецифичесике органические вещества, которые могут быть выделены из почвы, идентифицированы и количественно определны (сахара, аминокислоты, белки, органические основания, дубильные вещества и т.п.) В большинстве минеральных почв составляют еденицы процентов общего содержания органического вещества;
Специфические гумусовые соединения - наиболее характерная специфическая часть, составляющая приблизительно 80-90 % общего содержания органического вещества в большинстве минеральных почв.
Гумусовые вещества представляют собой смесь различных по составу и свойствам высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений, объединенных общностью происхождения, некоторых свойств и чертами строения.
Гумусовые вещества по растворимости и экстрагируемости делят на большие группы: фульвокислоты (ФК), гуминовые кислоты (ГК) и гумин; иногда выделяют особую группу гиматомелановых кислот.
Фульвокистоты – наиболее растворимая группа гумусовых соединений, обладающая высокой подвижностью, значительно более низкими молекулярными массами, чем средне взвешенные молекулярные массы гумусовых веществ в целом. Содержание углерода более низкое, чем у представителей других групп гумусовых веществ. Обладают относительно более выраженными кислотными свойствами и склонностью к комплексно - и хелатообразованию. Фульвокислоты имеет более светлую окраску, чем вещества других групп. Преобладает в почвах подзолистого типа, красноземах, некоторых почвах тропиков, сероземах.
Гуминовые кислоты – нерастворимая в минеральных и органических кислотах группа гумусовых соединений. Имеет в среднем более высокомолекулярные массы, повышенное содержание углерода (до 62%), менее выраженный кислотный характер. Преобладают в черноземах, каштановых почвах, иногда в серых лесных и хорошо окультуренных дерново-подзолистых.
Гумин - неэкстрагируемая часть гумуса. Представлена, по видимому, двумя типами соединений: гумусовыми веществами, наиболее прочно связанными с глинистыми минералами (глиногумусовый гумин); частично разложившимися растительными остатками, утратившими анатомическое строение и обогащенными наиболее устойчивыми компонентами, прежде всего лигнином (детритий гумин).
Гиматомелановые кислоты – группа гумусовых веществ с промежуточными свойствами между фульвокислотами и гуминовыми кислотами. Ранее включались в группу гуминовых кислот. Отличаются от последних растворимостью в полярных органических растворителях и другими свойствами (Кауречев И.С., 1989).
Гумус – основа плодородия почв, обеспечивающий стабильную продуктивность возделываемых культур, поддерживает и восстанавливает благоприятные агрофизические почвенные условия.
При интенсификации производства, без должной заправки полей органическими удобрениями существенно снижается запасы гумуса в почве (Рыбенец Г.В., 1994).
Е.В. Агафонов и Е.В. Полуэктов (1999) утверждают, что характерным признаком черноземов предкавказких является высокая карбонатность (до 2,5-4,0 % CaCO3 в пахотном слое) и значительная мощность гумусового горизонта, достигающего 100-140 см. Содержание гумуса в горизонте А составляет 4,0-4,2 %, вследствие большой мощности гумусового горизонта запасы гумуса достигают 340-470 т/га.
Предкавказкий чернозем отличается от других типов чернозем большой мощностью гумусовых горизонтов и повышенной карбонатностью. Гумуса в горизонте А обычно содержится от 4 до 5 %, а в некоторых разновидностях до 3,6-3,8%. С глубиной количество гумуса уменьшается постепенно. Так в полуторно-метровой толще предкавказских черноземов запас гумуса составляет 475-561 т/га. Запас гумуса необходимо пополнять внесением органических удобрений, так как на старопахотных землях идет медленный процесс уменьшения его в пахотном слое. В связи с этим почти половина запасов гумуса сосредоточено в слое 0-30 см, также уменьшение гумуса связано и со степенью смытости почвы, т.е. эродированности.
Эродированные предкавказские черноземы имеют меньшую мощность гумусового горизонта. Содержание гумуса по мере увеличения степени эродированности уменьшается в пахотном слое до 3,7-2,5%. Общий запас гумуса по отношению к неэродированным почвам сокращается на 20-60%. Резко увеличивается содержание карбонатов кальция, их количество в пахотном слое средне - и сильноэродированных почв составляет 4-6%.
4.2 Поглощенные катионы
Важной физико-химической характеристикой является состав почвенного поглощающего комплекса (ППК).