Понятие пористость почвы и способы ее оптимизации.

Содержание
TOC \o "1-3" \h \z \u Введение PAGEREF _Toc81527765 \h 31 Понятие «пористость почвы». Виды пористости почвы PAGEREF _Toc81527766 \h 52 Пористость основных типов почв России и Пермского края PAGEREF _Toc81527767 \h 83 Агрономическое значение пористости почв PAGEREF _Toc81527768 \h 314 Приемы оптимизации пористости почв PAGEREF _Toc81527769 \h 35Заключение PAGEREF _Toc81527770 \h 38Список использованных источников PAGEREF _Toc81527771 \h 40

ВВЕДЕНИЕСовременная агрономия требует учитывать большое число факторов, влияющих на плодородие почв, что обусловлено накоплением опыта в агропроизводстве XX века и новыми научно-техническими достижениями, не все из которых проверены на практике. Одним из факторов плодородности почв является их пористость — процентная доля пор в общем объеме тела почвы. Если в сельском хозяйстве доиндустриальной и постиндустриальной эпох во внимание принималось прежде всего свойство почв накапливать и выводить влагу (воду), то в современных условиях требуется учитывать множество взаимосвязанных друг с другом понятий, так или иначе касающихся свойства почв накапливать, удерживать и выводить влагу. Оптимальное соотношение всех известных науке параметров, виляющих на эти свойства, оказывает прямое влияние на плодородные качества всех известных типов почв.
Актуальность в изучении темы обусловлена необходимостью в эффективном восстановлении множества деградированных земель России (ранее активно использовавшихся в сельском хозяйстве), а также потребностью современного агропроизводства в наиболее рациональном подходе к использованию новых земель, что требует учитывать точные значения пористости, других свойств почв, и динамику их показателей, с учетом типа почв и региональных природно-климатических условий.
Цель работы — изучить понятие пористость почвы и способы ее оптимизации.
Задачи работы:
Рассмотреть понятие «пористость почвы» и определяющие пористость факторы;
Изучить пористость основных типов почв, встречающихся в России, в том числе в Пермском крае;
Определить агрономическое значение пористости;
Найти приемы оптимизации пористости почв.
Объект исследования — почва.
Предмет исследования — пористость почвы.
1 Понятие «пористость почвы». Виды пористости почвыСуществует множество определений понятия «почва», которые появлялись по мере развития почвоведения с нач. XX века. Одно из первых, классических определений почвы, предложенное В. В. Докучаевым, гласит, что почва — это поверхностно лежащие минерально-органические образования, которые всегда более или менее сильно окрашены гумусом (органическими питательными веществами) и постоянно являются результатом взаимной деятельности следующих агентов: живых и отживающих организмов (как растений, так и животных), материнской горной породы, климата и рельефа местности. Многие другие определения также практически всегда указывают на то, что почва является особым природным телом, отличающимся от других наличием функции плодородия. Само появление почвы связано с накоплением органических и минеральных веществ на поверхности земли в определенных климатических условиях.
С другой стороны, почва — природное тело, имеющее определенную протяженность в трех измерениях пространства. Почва начинается на глубине, где произошло изменение исходной горной породы в ходе образования почвы, и заканчивается на ее границе с атмосферой. Существует множество критериев определения толщины («дна», нижней границы слоя почвы): по окрашиванию гумусом горной породы, по глубине проникновения атмосферных осадков, по глубине проникновения корней растений и др.
В любом случае, при рассмотрении понятия «почва», всегда высокое значение имеет понятие «пористость почвы», поскольку почва по своей природе является пористой системой. Пористость почвы — это величина, в процентом соотношении показывающая долю объема пор в почвенном природном теле по отношению к общему объему рассматриваемого почвенного тела. Поры почвы представляют собой свободные пустоты, занятые почвенным воздухом или почвенной водой, которая представляет собой раствор с химическими веществами, катионами и минералами, растворимыми в воде.
Пористость почвы определяется по следующей формуле (1).
Pобщ=(1-dv/d)∙100(1)
Где: dv — плотность почвы; d — плотность твердой фазы.
Из формулы 1 следует, что показатель плотности почвы обратно пропорционален показателю плотности почвы. То есть, по мере повышения плотности, снижается пористость почвы, и наоборот. В природных условиях плотность почвы обычно возрастает с глубиной, при одновременном снижении пористости.
Также показатель пористость почвы связан с показателем ее воздухоемкости — чем больше в почве пор, тем лучше она «дышит», т. е. производит обмен почвенного воздуха с атмосферным воздухом, обеспечивая эффективную циркуляцию содержащихся в воздушной среде почвы элементов.
Пористость почвы образуется в основном за счет естественного залегания гранул пород, образующих микроструктурные связи друг с другом. Поскольку эти связи более устойчивы при меньшем показателе давления верхних слоев почвы, пористость почвы обычно наибольшая в верхних горизонтах почвы, и снижается по мере уплотнения почвы под давлением верхних горизонтов с глубиной. Также пористость образуется под воздействием воды, промывающей почвы и оставляющей тонкие капилляры, под воздействием корневых систем, оставляющих поры, капилляры и ходы, и в результате деятельности почвенной биоты, в основном землеройных червей. Поскольку корни трав, растений и деревьев не проникают глубже определенного горизонта, в связи с чем также ограничивается глубина, на которой активны землеройные черви и другие организмы, это также обуславливает снижение пористости почвы в нижележащих горизонтах.
Таким образом, в почве практически всегда в определенном количестве присутствует воздух, представляющий собой смесь газов, которые заполняют свободное от воды пространство в почве. Воздушная фаза является важной и самой мобильной составной частью почвы, изменчивость которой отражает биологические и биохимические ритмы в почвообразовании. Количество и состав воздуха в почве значительно влияет на жизнь микроорганизмов и растений, и на ряд химических и почвенных процессов. Также пористость почвы формирует у нее функцию поглощения токсичных веществ, прежде всего антропогенных выбросов газов, тяжелых металлов и др. веществ промышленными предприятиями и транспортом.
Существуют следующие основные формы почвенного воздуха:
Свободный почвенный воздух
Смесь газов и летучих органических соединений, которые свободно перемещаются по системам почвенных пор и сообщающихся с воздухом атмосферы. Свободный почвенный воздух обеспечивает аэрацию почв и газообмен между почвой и атмосферой.
Защемленный почвенный воздух
Представляет собой воздух, который находится в порах, со всех сторон изолированный водными пробками. Чем более тонкодисперсна почвенная масса и компактней ее упаковка, тем большее количество защемленного воздуха она может иметь. В суглинистых почвах содержание защемленного воздуха достигает более 12% от общего объема почвы или более четверти ее порового пространства.
Так или иначе, пористость почвы является важным показателем, указывающим на различные свойства почвы, в свою очередь также связанные с ее плодородностью.
2 Пористость основных типов почв России и Пермского краяТипичным типом почв тундровой зоны являются тундрово-глеевые почвы, которые образуются под влиянием определенных факторов почвообразования: постоянно низкие температуры, сильные ветра на открытых пространствах, слабое гумусообразование ввиду малой растительности, свободное распространение на открытых пространствах различных частиц и др.
Основная черта тундровых почв — слой вечной мерзлоты, над которой находится маломощный слой почвы, и который полностью замерзает холодной зимой и оттаивает летом до слоя вечной мерзлоты. Этот маломощный слой почв — так называемый «деятельный горизонт», на котором происходит все почвообразование в тундрах. Поскольку мерзлые почвы характеризуются высокой плотностью, тундровые почвы малопористые. Поры в тундровых почвах могут заполняться почвенной водой и замерзать.
Тип водного режима тундровых почв — застойно-мерзлотный (коэффициент увлажнения КУ — 1,33–2,0).
Процесс образования тундровой почвы происходит при условия постоянно повышенной влажности. Из-за постоянно низких температур и холодных ветров почва очень холодная, что препятствует деятельности микроорганизмов. Следовательно, низкая активность микроорганизмов, червей и других организмов не создает условий для значительного порообразования.
Растительности в тундре мало, поэтому гумусовый горизонт очень незначительный или вовсе отсутствует. Поскольку во всех почвах наиболее пористым обычно является именно гумусовый горизонт, то в тундровых почвах его слабая выраженность или полное отсутствие обуславливает очень низкую среднею пористость. Также для почв тундр характерно торфонакопление — пористость торфа повышается при росте плотности, возрастающей с понижением температуры. Учитывая холодный климат тундры, пористость торфа тундры должна быть также низкой.
Для тундровых глееземов характерен ухудшенный дренаж, что является прямым следствием низкой пористости гумуса и торфа. Обычно эти почвы занимают плоские равнинные территории, характеризующиеся слабым поверхностным стоком.
Пример соотношения различных фракций по данным гранулометрического и микроагрегатного анализа для тундровых глеевых почв приведен в таблице 1.
Таблица 1 — Размер фракций тундровых глеевых почв
Горизонт и глубина, см Размер фракций, мм
1-0,25 0,25- 0,05 0,05- 0,01 0,01 -0,005 0,005- 0,001 < 0,001 < 0,01
ОА 10—15 10 6 38 10 19 17 46
12 23 42 5 9 4 18
В 15—25 3 10 26 11 22 28 61
3 19 28 20 14 6 40
Почвы легкого гранулометрического состава обладают свободным внутренним дренажом (в случае, если они не подстилаются более тяжелыми или уплотненными слоями и находятся вне капиллярной каймы грунтовых вод). В тяжелых почвах дренаж более затруднен, они более склонны к развитию восстановительных процессов и внутрипочвенному оглеению даже при отсутствии близких к поверхности грунтовых вод. Особенно существенна роль этих факторов в холодных гумидных районах, где гранулометрический состав часто играет решающую роль в формировании профиля почв по подзолистому или глее-элювиальному типу. Таким образом, пористость почв тундр значительно зависит от гранулометрического состава, т. к. в условиях холодного климата тундры этот фактор становится одним из первоочередных.
Почвы тундр «дышат» плохо из-за их слабой гумификации и слабой пористости соответственно.
Для определения пористости почв тундр важно учитывать, что почвенная вода не является чистой водой, и представляет собой раствор — следовательно, температура ее замерзания обычно ниже стандартного 0 °С. В тундровых вечномерзлых почвах наиболее интенсивное увеличение концентрации почвенных растворов происходит в верхних горизонтах почв в конце зимы за счет криогенного подтягивания растворов из нижних горизонтов почвы к более холодному фронту. Таяние снега и летние дожди вызывают некоторое промывание почвы и разбавление растворов, что, вероятно, приводит к образованию новых пор, и является основным источником их формирования в тундровых почвах. Образующиеся под действием осадков и стоков вод поры в мерзлой почве быстро затвердевают, образуя типичные поры тундровых почв.
В тундровых почвах преобладает устойчивый восстановительный режим во всем профиле. Значение rН2 (окислительно-восстановительный потенциал) летом колеблется в пределах 19,5–24,5 (восстановительные условия наступают при величине rH2=27) и наблюдается в течение не более чем 2–4 недель. Для более глубоких горизонтов характерна окислительная обстановка (rН2 = 28–30).
Водно-физические свойства и пористость серых лесных почв сильно зависят от содержания гумуса и механического состава материнских пород (горизонта C). Верхние горизонты (горизонт А) серых лесных почв обычно имеют хорошую пористость (50–60%), однако иллювиальные горизонты (горизонт B) значительно уплотнены, что ухудшает их водопроницаемость и аэрацию. Вследствие слабо выраженной водопрочной структуры при обработке эти почвы могут сильно распыляться, а нередко заплывать и образовывать почвенную корку. Пористость средних горизонтов лесных почв, таким образом, обычно обеспечивается влиянием корневой системы растений и деятельности различных организмов (прежде всего червей).
Гумусное состояние ненарушенных подзолистых лесных почв отличается наличием мощной подстилки (из листьев и иголок хвойных деревьев), отчетливой выраженностью трех подгоризонтов подстилки, достаточно низким содержанием гумуса и его запасом, средней степенью гумификации органического вещества, бимодальным распределением его по профилю, средней обогащенностью азотом (N), фульватным и гуматно-фульватным типом гумуса, большим содержанием свободных гумусовых кислот, низким содержанием фракций, связанных с кальцием (Са) и прочносвязанных. Оптическая плотность гумусовых кислот средняя, а активность «дыхания» лесных серых почв — средняя.
Наилучшая активность «дыхания» среди преобладающих типов почв России у черноземов. Средняя пористость черноземов — 42–60%, нормальная пористость аэрации для плодородия — около 27,8 %.
Подробные данные о пористости чернозема выщелоченного приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Пористость выщелоченного чернозема
Горизонт Глубина залегания, см Общая пористость, % Пористость аэрации
Anax 0,25 51,9 27,8
A 26-62 50,0 25,3
AB1 63-109 48,9 23,4
AB2 110-148 46,8 20,3
B 149-177 46,3 20,2
C >177 46,3 20,0
Данные о пористости других черноземов, встречающихся на территории России, приведены в таблице 3.
Таблица 3 — Данные о пористости черноземов России
Почва Глубина (мощность) залегания, см Плотность почвы (D), г/см3 Пористость почвы (E) Пористость агрегатов (Ea ) Пористость межагрегатная (Ema)
Чернозем типичный 21-40 (19) 1,5 42 31 16
Лугово-каштановая 10-29 (19) 1,4 46 33 20
Чернозем южный 10-23 (13) 1,4 46 41 8
Темно-каштановая 14-26 (12) 1,5 39 33 10
Отличительными чертами черноземов являются:
Гранулометрический состав почв, где максимальное содержание физической глины и доля илистой фракции характерно для чернозема типичного (58 и 35% соответственно), а минимальное для темно-каштановой почвы (36 и 22% соответственно).
Агрегатная пористость, наименьшее значение которой наблюдается у образцов уплотненного горизонта чернозема типичного (31%), а наибольшее — для уплотненного горизонта южных черноземов (41%).
Общая пористость, наименьшие значения которой регистрируются у образцов типичного чернозема и у темно-каштановой почвы (41 и 39% соответственно), а наибольшее — у лугово-каштановой почвы (46%).
Межагрегатная пористость, наибольшие значения которой были известны у образцов уплотненного горизонта чернозема.
Для типичного чернозема характерно:
Высокое содержание глины и илистой фракции.
Низкая агрегатная пористость.
Высокая межагрегатная пористость.
Большое содержание воднопептизированного ила (ВПИ).
Отсутствие обменного натрия.
Большая мощность и глубина нижней границы горизонта.
Монолитность сложения.
Наличие глубоких вертикальных трещин.
Во многом, все эти характеристики совместно предопределяют высокую пористость черноземов, например, в отличие от почв тундры, где аналогичные факторы и условия отсутствуют.
Для лугово-каштановой почвы характерно:
Высокое содержание физической глины и илистой фракции.
Низкая агрегатная пористость.
Высокая межагрегатная пористость.
Большое содержание воднопептизированного ила.
Присутствие обменного натрия.
Призмовидная структура и глинисто-гумусовые кутаны по граням структурных отдельностей.
Присутствие гипса и карбонатов в нижнем горизонте (С).
Как видно из сравнения характеристик между типичным черноземом и лугово-каштановой почвы, они довольно схожие, что обуславливает высокую пористость и плодородные качества у обоих типов почв.
Другие черноземы России, а именно чернозем южный и темнокаштановая, значительно отличаются от двух вышерассмотренных почв по совокупности следующих свойств и признаков:
Меньшее содержание физической глины и илистой фракции.
Большая агрегатная пористость.
Меньшая межагрегатная пористость.
Доля воднопептизированного ила не более 14%.
Обменный натрий отсутствует, либо, он присутствует в малых количествах (2%).
В частности, в уплотненных агрегатах южных черноземов на микроуровне встречаются признаки, которые отсутствуют в типичных и луговых черноземах, а именно:
Многопорядковая организация — высокая ажурная внутрипедная пористость и микроагрегированность.
Глинисто-гумусовые округлые микроагрегаты и сгустки (предположительно, ассимилированные копролиты). Общая гумусированность плазмы высокая, и ее распределение относительно равномерное.
В мелких агрегатах (1–2 мм; разрешение 0,88 мкм) пористость оценивается в 35–50%. Наименьшее значение характерно для лугово-каштановой почвы. Видимая общая пористость для черноземов с вертиковыми признаками составляет 50%, таким образом, приближаясь к значениям показателя пористости для целинных черноземов. Однако в крупных, агрономически ценных агрегатах (3–5 мм; разрешение 2,4 мкм) ситуация для чернозема типичного изменяется, и нижний порог общей видимой пористости образцов снижается до показателя 16%. Для других случаев определяемые значения видимой пористости крупных агрегатов (разрешение 2,4 мкм) и мелких агрегатов (разрешение 0,88 мкм) имеются относительно близкие величины.
Особенности состава и строения уплотненного горизонта типичного чернозема указывают на развитие здесь признаков слитогенеза. При этом, значения общей видимой пористости у крупных агрономически ценных агрегатов (разрешение 2,44 мкм) из уплотненного горизонта типичного чернозема более чем в два раза меньше, чем у других агрегатов. Предположительно это, связано с формированием большого количества особо тонких пор со средним диаметром (7–12 мкм). Дело в том, что общая видимая пористость мелких агрегатов (разрешение 0,88 мкм) составляет 50%, а средний диаметр пор 7–12 мкм сохраняется.
Подробная информация о пористости уплотненных черноземных почв приведена в таблице 4.
Таблица 4 — Пористость уплотненных черноземных почв
Признак Типичный чернозем Лугово-каштановая почва Южный чернозем Темно-каштановая почва
Общая пористость, % 50 (16) 37 (30) 45 (42) 44 (43)
Открытые поры, % 38 9 35 35
Раскрытость пор, мкм 7-12 8-20 12-40 12 (120)
Строение агрегата Компактный, однородный, поверхность ровная, грани острые Компактный, с микротрещинами, поверхность неровная, грани острые Неоднородный, пористый, поверхность неровная, грани тупые Неоднородный, трещиноватый, поверхность неровная, грани тупые
В таблице 4 без скобок указана пористость для агрегатов размером 1–2 мм (разрешение 0,88 мкм), в скобках — для агрегатов размером 3–5 мм (разрешение 2,44 мкм).
Микроморфологические исследования показывают, что низкие значения видимой на томограммах общей (37%) и открытой пористости (9%) в мелких агрегатах из горизонтов лугово-каштановой почвы по сравнению с другими изученными мелкими агрегатами, в которых содержания видимой общей и открытой пористости намного выше (превышают 44 и 35% соответственно), вызваны процессом осолонцевания, что может быть связано с преобладанием глинистого материла в порах и внутрипедной массе, что снижает объем и сообщаемость пор структуре агрегатов.
В природных условиях травосмесями в почвах создаются оптимальные параметры плотности и пористости почвы. Равномерное и высокое проективное покрытие травостоя повышает почвоохранную роль смешанных посевов, подавляя при этом развитие сорняков. В пахотном слое луговых почв показатели общей пористости находится в диапазоне 55–63%.
Отличительная особенность типичного чернозема — наличие переходного горизонта (В), который отчетливо выражен комковатой структурой, и относительно более низкой плотностью по всему профилю. Поэтому в нем наблюдается повышенная аэрация и низкая некапиллярная пористость, а также повышенные фильтрационные свойства. Это придает чернозему улучшенную способность к физическому испарению почвенной влаги, что, однако, повышает вероятность проявления почвенной засухи. Типичные черноземы по гранулометрическому составу и химическим свойствам почти схожи с выщелоченным черноземом.
Для оценки пористости почв используется шкала по Н. А. Каченскому (1965), табл. 5.
Таблица 5 — Шкала оценки пористости почв по Н. А. Каченскому
Общая пористость, % Оценка
>70 Избыточно-пористая почва
55-65 Отличная. Пахотный культурный слой
50-55 Удовлетворительная для пахотного слоя
<50 Неудовлетворительная для пахотного слоя
45-25 Чрезмерно низкая. Характерна для уплотненных иллювиальных горизонтов
Пористость почвы часто определяется величиной плотности. Например, оптимальные значения для черноземов Зауралья составляет 52–63%. Расчеты показывают, что общая пористость черноземов почв под травами в среднем не выходит за пределы оптимальных величин:
У выщелоченного чернозема выщелоченного — в пределах 60,1–63,2%.
У типичного чернозема — 60,2–62,8.
У южного чернозема — 57,5–62,2%.
Имеющиеся данные о пористости почв под луговыми растениями и травами отражены в таблице 6.
Таблица 6 — Пористость почв под луговыми растениями и травами
Травы Чернозем
Выщелоченный (Чв) Обыкновенный (Чо) Южный (Чю)
Ковыль 62,9±3,9 62,3±1,6 61,0±1,4
Пырей 63,2±2,9 61,531±1,5 60,8±4,1
Житняк - 62,5±1,2 58,6±2,8
Типчак 60,5±2,5 61,2±2,2 59,1±2,37
Кострец 62,2±2,6 62,8±4,4 62,2±1,5
Козлятник 60,5±2,9 60,3±1,4 60,4±3,3
Люцирна 61,6±4,1 61,7±2,0 58,6±3,9
Экспарцет 60,6±2,6 60,2±2,1 60,1±4,0
Донник 61,4±4,8 62,1±1,9 57,5±4,1
Рожь 53,8±2,1 60,7±2,2 58,2±1,3
Пшеница 58,0±1,2 60,8±1,4 58,2±1,6
Во всех подтипах чернозема наибольшее значения общей пористости встречается на слое 0–5 см. Вниз по профилю пористость уменьшается, что представляет собой зеркальное отражение данных, касающихся плотности, которая увеличивается с глубиной. Под многолетними сеяными травами и злаками естественных угодий в направлении север-юг пористость почвы постепенно снижается. Корреляционный анализ указывает прямую тесную связь пористости с корневой массой трав (r=0,52÷0,99).
Значимость водопрочности агрегатов состоит в том, что от нее зависят многие свойства, влияющие на уровень плодородия почвы, в том числе на плотность и пористость. Статистический анализ указывает на среднюю корреляционную связь пористости слоя 0–30 см с водопрочностью агрегатов:
Для выщелоченного чернозема коэффициент корреляции (r) составляет 0,62.
Для обыкновенного чернозема — 0,55.
Для южного чернозема — 0,51
Более тесная (r=0,51÷0,80) связь пористости и водопрочности отмечена для слоя луговой почвы 10–20см.
Исследованиями в опыте на деградированной пашне показано, что длительное пахотное использование приводит к значительному уплотнению по сравнению с исходной почвой естественной степи, а также, следовательно, к снижению пористости и плодородности почвы (рисунок 1, А).

Рисунок 1 — Динамика плотности (А) и общей пористости (Б) почвы в агростепи на пашне
На рис. 1 пунктирами показаны нижняя и верхняя границы оптимальных значений плотности (А) и пористости (Б, «удовлетворительно» и «отлично») почвы для пахотного слоя.
Исследования показывают, что общая пористость слоя 0–30 см пахотной почвы в целом ненамного ниже по сравнению со степью и соответствует по шкале Качинского категориям «удовлетворительная» (в пределах слоя 0–20 см) и «неудовлетворительная» (20–30 см) (рисунок 2, Б). В слое глубже 30 см значение пористости более низкое.
В процессе естественного развития агростепи происходит восстановление пористости до оптимальных значений. К 26-летнему возрасту ранее использованная пашня восстанавливает свойства почвы до оптимальных для луга значений.
Процесс оптимизации плотности и пористости почвы в агростепях был отмечен также на деградированном пастбище (рисунок 2 и 3).

Рисунок 2 — Динамика плотности почвы в агростепях на деградированном пастбище
На рис. 2 показатели 2005 г.: А — без удобрения, B — удобренный фон; показатели 2015 г.: C — без удобрения, D — 2015 г., удобренный фон. Пунктирами показаны нижняя и верхняя границы оптимальных значений плотности. П2, П4, Г — варианты обработки дернины в опыте.

Рисунок 3 — Динамика общей пористости почвы в агростепи на деградированном пастбище
На рис. 3. показатели 2005 г.: А — без удобрения, B — удобренный фон; показатели 2015 г.: C — без удобрения, D — 2015 г., удобренный фон. Пунктирами показаны нижняя и верхняя границы оптимальных значений пористости. П2, П4, Г — (см. рисунок 2).
Пористость обыкновенных черноземов Заволжья (Безенчукская опытная станция — орошение 50 лет) относительно высокая (около 20 %) и разнообразная, в них преобладают поры упаковки агрегатов и поры-ваги.
Пористость заволжских богарных обыкновенных черноземов характеризуется высокой агрегированностью и хорошо выраженной меж- и внутриагрегатной пористостью.
В результате орошения наблюдается уплотнение пахотного горизонта за счет сближения агрегатов. Снижения наблюдаются в основном в отношении межагрегатной пористости, что сопровождается появлением новых видов пор — пор-трещин.
Южные черноземы юга Одесской области (Килийский, Татарбунарский, Шкодовогорский районы) обладают более низкой пористостью, заметным снижением межагрегатной пористости и практически не выраженной внутриагрегатной пористости, и высокой трещиноватостью.
Коркообразование сопровождается пептизацией и сепарацией гумусово-глинистой плазмы, а также образованием зон, состоящих исключительно из песчано-пылеватых зерен первичных минералов (часто беспленочных) и зон, обогащенных гумусовой и гумусово-глинистой плазмой в пределах верхних 2–3 см пахотного горизонта. Внутри корки выделяются следующие зоны:
Ноздреватого строения с многочисленными замкнутыми округлыми порами.
Слоеватого строения с субгоризонтальной пористостью.
Бесструктурная зона со слабовыраженной агрегированностью и низкой пористостью.
Микростроение пахотного горизонта является в целом крайне неоднородным, с частичной потерей агрегированности и пористости до сильноуплотненных участков с тонкотрещиноватой пористостью ниже 10–15% (с порами крупнее 0,05 мм).
При орошении пахотных почв (полив сточно-бытовыми водами) исходные агрегаты сближаются и оплывают, значительно снижается межагрегатная пористость. Наблюдается определенное осветление общей окраски за счет локальных внутригоризонтных подвижек, в основном гумуса, в результате чего на поверхности микроагрегатов образуются неконтрастные темные гумусированные кутаны или зоны пропитки. При этом, фиксируется формирование беспленочных зон грубодисперсного материала.
Подпахотный горизонт крайне неоднороден по оструктуренности и плотности: чередуются зоны высокой биогенной переработки — копрогенно-педотубульные с зонами бесструктурными и с крайне низкой пористостью.
Орошение пахотных почв резко меняет микростроение верхних горизонтов, превращая их в глыбистые и низкопористые в результате подъема карбонатов снизу. Агрегация почвенной массы в этих условиях исчезает, так как плазма из глинистой превращается в глинистокарбонатную и происходит изменение ее микростроения — из мелкокомковато-сгусткового в мелкокристаллическое, что значительно влияет на структуру порового пространства.
Неорошаемые черноземы имеют относительно высокую микро- и мезопористость — около 20–25%, которая при орошении снижается до 10–12%, а макропористость (поры больше 100 мкм) наоборот увеличивается с 4–5 % до 15–18%. Одновременно ветвистые ажурные поры сменяются порами-трещинами диаметром 2–3 мм. Профильное изменение пористости показывает, что в горизонтах АВ наблюдается снижение макропористости до 7% из-за появления процессов слитизации или поднятия карбонатов. Поры крупнее 1,5 мм отсутствуют.
В карбонатных горизонтах (обычно самые нижние) наблюдается перераспределение карбонатов и некоторое растворение стяжений, что отражается на снижении пористости карбонатных горизонтов. Избыточное увлажнение приводит к перераспределению железа и образованию железистых микроконкреций.
В оглеенных зонах почв пористость обычно всегда снижается. Черноземы, испытывающие попеременно чередующееся переувлажнение и иссушение, подвергаются опасности ослитования, что сопровождается образованием тонких вертикально-наклонных кутан скольжения и резкой потерей пористости.
Во всех случаях (развитии процессов цементации, оглеения и слитообразования) наблюдается резкое и неблагоприятное снижение пористости как в пахотном, так и в подпахотном горизонтах.
Пористость пахотного и подпахотного горизонтов южных черноземов (Богарные слитые черноземы Ставрополья) относительно низкая 10–15%, преобладают ветвистые поры — трещины (рис. 4).

Рисунок 4 — Поры и трещины
Где: А — ветвистые поры-трещины в слитых черноземах Ставрополья (горизонт Ар, 0–10 см); B — образование тонких наклонных трещин — начальная стадия развития сликенсайдов (горизонт B, 45–65 см).
При орошении все неблагоприятные свойства слитых почв быстро усиливаются: уменьшается пористость за счет повышения оптической ориентировки глинистой плазмы в верхних горизонтах и подъема карбонатов и переориентации глинистой плазмы из анизотропной в мелкокристаллическую, увеличивается слитость и неоднородность строения, появляется коркуемость. Высокая набухаемость, склонность к формированию поверхностной корки и низкая пористость не позволяют использовать слитые черноземы Ставрополья для орошения.
Изменение микростроения плазмы приводит к утрате мезо- и микропористости, и к увеличению макропористости.
Содержание обменного катиона натрия (Na+) служит одним из показателей солонцеватости почвы. Как известно, солонцеватые горизонты характеризуются вязкостью и липкостью, значительно набухают во влажном состоянии, уплотняются и твердеют при иссушении, а также отличаются низкой пористостью и водонепроницаемостью, слабой физиологической доступностью влаги. Солонцеватость почв вызывают соли натрия, особенно сода. Соответственно, по содержанию натрия в почве и динамике его изменения можно приблизительно оценить среднею пористость почвы и перспективы ее использования для разведения сельскохозяйственных культур.
Целесообразно в качестве примера рассмотреть состав темно-серной почвы Пермского края (территория историко-природного комплекса «Подкаменная гора», Кунгурский район):
AU — темногумусовый, 0–26/26 см, имеет дернину мощностью 2 см, обильно пронизанную корнями; окраска тtмносерая с буроватым оттенком; влажноватый, рыхлый; структура комковатая, с глубины 16 см намечается плитчатость; легкоглинистый, тонкопористый и пористый, рыхлый, слаболипкий; есть червоточины, копролиты, обильные корни; переход к последующему горизонту заметный волнистый;
AUе — темногумусовый оподзоленный, 26–40/14 см; темно-серый, но более светлый, чем AU; влажноватый; структура комковато-пластинчатая; легкоглинистый, тонкопористый и пористый, уплотненный, слаболипкий; содержит червоточины, копролиты; корней становится меньше; переход к последующему горизонту заметный волнистый;
BEL — субэлювиальный, 40–58/18 см; состоит из комбинации цветов: крупные палевые пятна, темно-серые гумусовые языки, внизу — рыже-бурые заклинки; влажноватый, более влажный, чем AU; структура комковато-ореховатая; уплотненный, плотность нарастает вниз по профилю горизонта; преобладает вертикальная трещиноватость; слаболипкий, в верхней части менее липкий, чем в нижней (в верхней чувствуется «опесчаненность»); легкоглинистый; корней немного; переход к последующему горизонту ровный постепенный;
BT — текстурный, 58–118/60 см; коричнево-бурый; влажноватый; структура крупноореховато-призматическая, книзу структурные отдельности увеличиваются, ореховатость постепенно исчезает; тонкопористый; тонкотрещиноватый, преобладает вертикальная трещиноватость; уплотнённый, близкий к плотному; слаболипкий; легкоглинистый; глинистогумусовые и глинистые кутаны покрывают стенки пор; встречаются единичные корни; переход к последующему горизонту ровный, очень постепенный;
C1 — переходный к почвообразующей породе горизонт, >120 см (разрез до 160 см); коричневато-бурой окраски; влажноватая; структура крупнопризматическая, близка к тумбовидной; тонкопористая, глинисто-гумусовые пленки покрывают стенки пор; тонкотрещиноватая, преобладает вертикальная трещиноватость; плотная, липкая, легкоглинистая; единичные корни.
Визуально характеристика рассматриваемой почвы приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 — Серая (лесная) почва (БОЗ «Октябрьский», Пермский край)
Пористость рассматриваемой почвы и других черноземов Пермского края уменьшается с глубиной. Например, четко выделен тонкопористый глинисто-иллювиальный переходный (58–110/52 см) светло-бурый горизонт BI2. В нем пор много, внутри они покрыты темными гумусово-глинистыми пленками. В последующем горизонте B12 наблюдается обилие тонких пор с темными гумусово-глинистыми пленками по стенкам пор и корневин.
Самый нижний горизонт С2са (карбонатная легка глина) — неоднородный, множество включений и карбонатных новообразований (пористые желвачки); мелкозем бесструктурный, сложение его монолитное, трещиноватость не выражена; уплотненный, липкий, обильно тонкопористый, по стенкам пор — темные гумусово-глинистые пленки; встречаются темные овальные конкреции (довольно крупные).
Темногумусовый горизонт отличается довольно высокой гидролитической кислотностью — 6,7–12,3 мг-экв/100 г.; почвы с данной максимальной величиной встречаются в верхней части горизонта. Наименьшая степень насыщенности основаниями — в верхней части темногумусового горизонта (около 80%), она возрастает до 95% в глинисто-иллювиальном горизонте. Несколько понижено общее количество обменных катионов в горизонтах с признаками слабого оподзоливания (25–50 см). Гумосовые горизонты, как правило, всегда тонкопористые.
Другая группа почв Пермского края, дерново-бурые (коричнево-бурые) почвы, входит в состав комплекса почв Предуралья и по своему расположению приурочена к выходу на поверхность пермских бескарбонатных красноцветных отложений. Эти почвы образуются под хвойно-широколиственными и смешанными лесами с развитым травянистым покровом. Залегают почвы на плоско-приподнятых частях плато водоразделов, вершинах и склонах межовражных увалов, занимая преимущественно южные и юго-западные склоны, и имеют оптимальную пористость в гумусе (горизонт А1), которая с глубиной снижается.
Группа дерново-бурых (коричнево-бурых) почв входит в состав комплекса почв Предуралья и по своему расположению приурочена к выходу на поверхность пермских бескарбонатных красноцветных отложений. Они образуются под хвойно-широколиственными и смешанными лесами с развитым травянистым покровом. Залегают почвы на плоско-приподнятых частях плато водоразделов, вершинах и склонах межовражных увалов, занимая преимущественно южные и югозападные склоны. Эти почвы имеют оптимальную пористость в гумусе (горизонт А1), с глубиной она снижается.
Плотность массы элювия пермских глин колеблется в пределах 2,76–2,84 г/см3 с соответствующим колебанием пористости. Породы имеют увеличенную плотность сложения и в то же время довольно высокую пористость, что можно объяснить особенностями их состава и строения.
Таким образом, пористость почвы находится в обратной зависимости от плотности, поэтому она уменьшается вниз по профилю. Наиболее высокой общей пористостью характеризуются коричнево-бурые почвы, т. к. в них складывается наиболее благоприятный воздушный режим, а на долю пористости аэрации приходится более половины общего количества пор. Смытые коричнево-бурые почвы имеют неудовлетворительную пористость (48,8 %).
В пахотном слое дерново-бурых почв пористость оценивается как хорошая. Меньшим количеством пор характеризуется нижняя, более уплотненная часть пахотного слоя.
Коричнево-бурые и дерново-бурые почвы обладают весьма высокой водопроницаемостью, однако в этом отношении, между ними наблюдается довольно большая разница. В частности, коричнево-бурая (темно-коричневая) почва способна пропустить за определенный промежуток времени в 3 раза большее количество воды.
Благодаря тяжелому гранулометрическому составу и высокому содержанию монтмориллонитового компонента в иле, дерново-бурые и коричнево-бурые почвы удерживают большое количество воды в недоступной для растений форме. Эти почвы склонны к глыбообразованию, что является отрицательным свойством данных почв и резко снижает перспективы для плодородия.
В качестве примера зависимости параметров глубины залегания горизонта, плотности и пористости можно рассмотреть дерново-бурые и коричнево-бурые почвы Пермского края (табл. 7).
Таблица 7 — Параметры некоторых почв Пермского края
Район Горизонт и глубина, см Плотность, г/см3 Пористость, % объема
Объемная Твердой фазы Общая Аэрации
Коричнево-бурые
Пермский А0 0-5 0,19 1,84 89,8 70,9
А1 5-20 0,93 2,70 65,6 41,3
B1 23-30 1,27 2,70 53,0 25,3
B2 37-47 1,41 2,85 50,5 21,2
BC 52-62 1,54 2,80 45,0 15,4
C 70-80 1,57 2,84 44,7 13,8
Чернушинский Аn 0-8 0,88 2,62 60,4 -
Аn 10-18 0,98 2,65 63,0 -
B1 26-34 1,18 2,66 55,6 -
B2 45-53 1,25 2,68 53,4 -
C 72-80 1,25 2,80 55,4 -
C 110-118 1,25 2,82 55,7 -
Слабосмытая
Ильинский An 0-29 1,32 2,58 48,8 25,1
B1 30-40 1,43 2,62 45,4 16,5
B2 50-60 1,37 2,62 47,7 -
C 70-80 1,41 2,61 46,0 -
Дерново-бурые
Пермский A0 0-2 0,11 1,58 93,0 71,4
A0A1 2-7 0,38 2,15 82,5 39,5
A1 7-22 1,03 2,64 61,0 26,8
B1 25-35 1,25 2,67 53,2 24,8
B2 44-54 1,37 2,73 49,8 18,7
BC 60-70 1,46 2,71 46,1 7,1
C 80-90 1,54 2,82 45,4 9,2
Чернушинский An 0-8 1,12 2,65 57,7 -
An 10-18 2,23 2,65 53,6 -
B1 30-38 1,31 2,68 51,1 -
B1 50-58 1,35 2,71 50,2 -
BC 80-88 1,40 2,80 50,0 -
C 130-138 1,42 2,83 49,6 -
Типичные дерново-карбонатные почвы
Ильинский An 0-23 1,21 2,61 53,6 -
BC 25-35 1,46 2,66 45,1 -
Выщелоченные дерново-карбонатные почвы
Пермский A1 1-15 1,26 2,67 52,8 24,0
B1 15-25 1,22 2,68 54,5 20,9
B1 28-38 1,29 2,69 52,0 14,1
BC 41-51 1,31 2,65 50,6 11,7
C 57-67 1,59 2,67 40,4 15,0
Как видно из значений пористости в таблице 7, наблюдается ее убывание с глубиной, при стабильном возрастании плотности почвы по глубине. При этом, интенсивность убывания пористости почвы с глубиной значительно зависит от типа почвы и региональных характеристик почвы. Так, из рассмотренных в таблице 7 почв наибольшее убывание пористости наблюдается в коричнево-бурых почвах (на 45,1%) и дерново-бурых (на 47,6 %) Пермского района. Наименьшее снижение пористости среди рассмотренных почв наблюдается в отношении слабосмытых почв Ильинского района (снижение всего на 2,8%), а также дерново-бурых почв Чернушинского района (снижение пористости на 8,1% при углублении на 138 см).
Также следует указать, что удельная поверхность (химическая активность почв) определяет химическую активность почв — с увеличением дисперсности частиц их химическая активность возрастает. Удельная поверхность коллоидов гумусового горизонта различных суглинистых почв составляет:
Дерново-подзолистые — 29 м2/г;
Серые лесные — 33 м2/г;
Черноземы — 48 м2/г.
Соответственно, можно заметить, что показатель удельной поверхности гумусового горизонта для суглинистых почв имеет связь с пористостью — чем выше показатель удельной поверхности, тем выше средняя плотность вышеприведенных почв.
3 Агрономическое значение пористостиПористость является одним из основных свойств почвы, указывая на общий характер водного режима почвы. Поэтому пористость и связанные с ней показатели всегда учитываются при оценке плодородных свойств почв.
Пористость также важна по ее способности поглощать углекислый газ. На эту способность прямо влияет содержание органического вещества в подвижной части почвы (в гумусе). Другими словами, чем лучше «дыхание» почвы, тем выше ее плодородные качества. Почвы с высокой биологической активностью, как правило, способны производить более высокий урожай культур. Это объясняется в том числе деятельностью организмов, оставляющих в почве поры.
Пористость почвы влияет на показатель теплопроводности. Чем выше показатель пористости почвы, тем ниже ее теплопроводность, поскольку наименьшую теплопроводность имеет почвенный воздух (наибольшую — минеральные частицы, силикаты и металлы). Наиболее теплые почвы — уплотненные и сухие, наиболее холодные — рыхлые и влажные, где в порах удерживается влага. При увлажнении почв увеличивается их теплопроводность. Это важно учитывать при создании оптимального температурного режима почв.
Пористость особым образом влияет на показатель радиационного баланса — разность между радиацией, поглощенной земной поверхностью, и эффективным излучением. Показатель связан с радиационным индексом сухости, который отличается по природно-климатическим зонам. По большей части это указывает на температуру почв, определяемую показателями поглощения и выделения влаги, что зависит во многом именно от пористости. Как правило, черноземы, накапливающие воду в теплом климате, являются теплыми почвами, тогда как более сухие дерново-подзолистые почвы в таежном климате — умеренно холодными.
Особенности поглотительной способности различных почв в значительной степени обусловлены составом почвенного поглощающего комплекса, составом и строением почвенных коллоидов.
Основным механизмом физико-химической, или обменной, поглотительной способности почв, является процесс сорбции (поглощения). В это большую роль имеют катионы — обменные катионы составляют небольшую часть от их общего содержания в почве. В обменном состоянии в почвах обычно находятся Са2 +, Mg2 +, К.+, NH+ 4, Na+, Mn2 +, Fe2, F3 +, H+, Al3+. В незначительных количествах могут встречаться и иные катионы (Li+, Sr2 + и др.). Анализируя химический состав почвы, можно определить недостаток тех или иных химических элементов, восполнив его минеральными удобрениями и добавками.
На пористость также влияет буферность — способность почвы противостоять изменению ее актуальной реакции под воздействием различных факторов. Буферные свойства почв связаны с поглощением и вытеснением ионов, с процессами перехода соединений в молекулярные или ионные формы, с нейтрализацией и выпадением в осадок образующихся в почве соединений. На буферность почвы влияют свойства ее твердой фазы, главным образом почвенных коллоидов. Кислота или щелочь, появляющиеся в почвенном растворе, вступают во взаимодействие с почвенными коллоидами, что ослабляет сдвиг реакции. Буферность зависит прежде всего от количества коллоидов (чем их больше, тем большие буферность, в песке нет буферности), от их состава и состава обменных катионов.
Буферная способность является одним из элементов почвенного плодородия, позволяя сохранять благоприятные для растений свойства почв. Буферность почвы необходимо учитывать при проведении химической мелиорации (при известковании и гипсовании), так как при повышенной кислотности или щелочности почва, обладающая буферностью, сопротивляется изменению реакции, что требует внесения повышенных доз химических мелиорантов (удобрений).
Потенциал или давление почвенной воды в сильной степени зависит от водосодержания почвы, причем, каждая почва в зависимости от своего гранулометрического, минералогического и химического состава и сложения имеет свою собственную характеристическую кривую зависимости давления почвенной воды от влажности почвы, которая называется кривой водоудерживания.
Для сельскохозяйственных растений весьма неблагоприятна щелочная реакция почвенного раствора и высокое содержание в нем соды (Na2CО3). Такие условия создаются, например, на сильно засоленных луговых почвах. Почвенный раствор столбчатого горизонта солонца содержит до 2 г/л соды при рН 8,6, а раствор подсолонцового горизонта имеет 4 г/л соды при рН 9,1 — 10,0. Эти количества являются токсичными для сельскохозяйственных культур, поэтому почвы этого типа нуждаются в химических мелиорациях для оптимизации пористости и нормализации водного режима. Это актуально прежде всего для почв Росси, находящихся на отдельных южных территориях, по условиям близким к солончакам, где вследствие интенсивного сельского хозяйства и внесения больших объемов удобрений существуют повышенные риски засоленности почв, и где вопрос о оптимизации пористости почв требует особого подхода.
Реакция почвы зависит от совокупного действия ряда факторов: химического и минералогического состава минеральной части почвы, наличия свободных солей, содержания и качества органического вещества, состава почвенного воздуха, влажности почвы, жизнедеятельности организмов, что всегда влияет и на пористость. Нейтральные, кислые, щелочные соли, переходя из твердой фазы в раствор при увлажнении и обратно при иссушении, оказывают соответствующее влияние на характер реакции почвенного раствора, что отражается на плодородии почв.
В пахотных почвах, в связи с ухудшением качества структуры, которое происходит со временем, плотность сложения как пахотного, так и подпахотного слоев увеличивается — соответственно снижается их общая пористость. В отдельных случаях величина общей пористости становится неудовлетворительной для пахотного слоя, и почвы теряют свои плодородные качества, в том числе за счет значительного отклонения значения пористости от нормальных показателей.
Таким образом, агрономическое значение пористости определяется ее влиянием на свойства влагонакопления и влагообмена, которые, в свою очередь, напрямую влияют на плодородные свойства почвы.
4 Приемы оптимизации пористости почвПоскольку пористость почв по-разному влияет на плодородие, что зависит от множества других факторов (климат, режим осадков, растительность, промываемость и др.), для каждого типа почвы применяется отдельный подход по оптимизации их пористости.
Выбор способа оптимизации зависит прежде всего от свойств почвы, определяющих характер накопления в них влаги. Слишком высокая или недостаточная влажность в равной мере могут способствовать снижению их плодородности
Исследования показывают, что на деградированных в результате интенсивного сельского хозяйства пастбищах пористость хорошо восстанавливается до оптимальных значений за счет внесения минеральных удобрений. Однако, при этом, их добавление должно быть умеренным. В частности, оптимальные показатели пористости были достигнуты в работе по большей части за счет обеспечения условий для их естественного восстановления примерно за 20–26 лет. При добавлении удобрений наблюдается тенденция к излишнему увеличению пористости за счет выщелачивания и к практически полного исчезновения плотности на глубине (до 50 см) за счет уплотнения (при этом, уплотнение нижних горизонтов может произойти и при других способах восстановления почв).
Для оптимизации пористости почв целесообразно снижать влияние неблагоприятных факторов, значительно ухудшающих их фильтрационные свойства. Переувлажнение почв приводит к потере плодородных качеств гумуса и верхних слоев почв, к увеличению поверхностного стока и развитию эрозии. Соответственно, эффективность в оптимизации пористости почв имеют обычные организационные меры по обеспечению стока поверхностных вод и подобные меры.
На поддержку естественного уровня пористости значительно влияет тип растительности. Естественная для конкретной почвенной зоны растительность (например, степная на лугах) обеспечивает повышенное впитывание воды. Одновременно с этим решается вышеприведенная проблема за счет предотвращения значительного стока поверхностных вод, смывающих почвенные частицы, и снижающих пористость за счет разрушения пор. Растительность обеспечивает такую защиту за счет формирования мощной дернины как своеобразного защитного каркаса от факторов поверхностной среды (ливней, стоков и др.).
Оптимизация пористости почвы в природе обычно происходит за счет оструктуривающего воздействия гумуса, способствующего формированию макроагрегатов, что обеспечивается накоплением мощной корневой системы растений, формированием ценной и водопрочной структуры. Это улучшает водопроницаемость почв, при которой обеспечивается наибольшая их устойчивость против эрозии. Данный способ называется «методом агростепей», который позволяет реабилитировать деградированные степи, восстановить растительность, почвы и повысить их противоэрозионную устойчивость. Лучшие результаты в оптимизации пористости почв деградированных пастбищ под агростепями достигаются созданием их на фоне удобрений и в варианте с 4-хкратной поверхностной обработкой дернины. Срок полного восстановления показателей пористости почв деградированного пастбища оценивается в 19–26 лет.
Одним из основных факторов деградации почв является их эрозия. Как правило, действие этого фактора приводит к увеличению плотности почв и пропорциональному снижению пористости, а также плодородности. Соответственно, оптимизации пористости способствуют в том числе методы, используемые для борьбы с эрозией:
Безотвальная обработка почвы с оставлением на ее поверхности стерни и растительных остатков;
Использование гербицидов для уничтожения сорняков и предотвращения излишнего распыления почвы обрабатывающими орудиями;
Перекрестный и узкорядный посев культур;
Снегозадержание;
Посев высокостебельных растений (кулис);
Посев много- и однолетних культур чередующимися полосами, направленными поперек господствующих ветров;
Внедрение почвозащитных севооборотов.
Если оптимизации пористости почв мешает засоленность (обилие натрия), то для устранения неблагоприятных свойств засоленных почв проводится комплекс приемов мелиорации, включающий гипсование с внесением органических и минеральных удобрений и промывкой, осуществляемая при снегозадержании и задержании талых вод. При очень плохой дренированности и крайней засушливости климата (например, в Зауралье) рекомендуется фитомелиорация — возделывание солевыносливых многолетних трав. Возделывание на засоленных почвах солеустойчивых культур способствует также улучшению пористости и других свойств почвы. Свежее органическое вещество фитомелиорантов улучшает физико-химические свойства почвы, их биологическую активность, изменяет величину pH, электропроводность и гидравлическую проводимость. Например, в условиях Зауралья РБ можно выращивать такие солеустойчивые растения как ячмень, рапс, подсолнечник и донник, а среди среднесолеустойчивых — кукурузу, пшеницу, рожь, суданскую траву, ежу и райграс, что повышает продуктивность засоленных почв примерно на 20–25%.
Можно заключить, что показатель пористости почвы в большинстве случаях оптимизируется общими мерами по восстановлению водного режима почв с использованием методов защиты почв от эрозии, посева естественной для определенного типа почвы растительности и обеспечения условий для самостоятельного восстановления структуры почв.
ЗаключениеВ данной работе было изучено понятие пористости почвы, определены основные факторы, влияющие на пористость почвы. В результате изучения основных почв России и Пермского края в частности установлена зависимость пористости почв от следующих основных факторов:
Плотность (чем выше плотность почвы, тем меньше ее пористость, и наоборот);
Глубина горизонта (во всех рассмотренных в работе почвах пористость убывает с глубиной, причем, величина колебания пористости с глубиной практически целиком зависит от природно-климатических условий, и почти не зависит от типа почвы);
Природно-климатические условия (оказывают влияние на характер отложений, гумусообразование, активность биоты, растений, их корней и др., что образует среду с естественным уровнем пористости почвы для определенной местности);
Промывной режим (чем больше вод протекает через почвы, тем больше показатели ее пористости отклоняются от нормы ввиду разрушения естественной микроструктуры почв);
Дерновый слой (чем он толще, тем лучше его способность защищать почву от лишнего промыва, что поддерживает пористость на оптимальном уровне).
Агрономическое значение пористости почв обусловлено ее влиянием на характер влагонакопления, концентрацию питательных минеральных веществ, образование катионов магния, натрия и др., устойчивость микроструктуры почв, поддержание активности почвенной биоты и оптимальных темпов гумусообразования. Все эти факторы, особенно последний, оказывают прямое влияние на плодородность почв, в чем пористость имеет одно из первоочередных значений.
Приемы оптимизации пористости почв зависят прежде всего от их типа, для каждого из которых требуется определенное нормативное значение пористости. Очень высокая или недостаточная пористость в равной степени нарушают естественный для определенной почвы режим влагоообмена и накопления тепла, что может приводить к значительной потере ее плодородных свойств. В большинстве типов плодородных почв (прежде всего в рассмотренных пермских черноземах) оптимизация пористости почв проводится следующими приемами:
Внесение минеральных добавок или удобрений определенного состава и определенной концентрации;
Обеспечение эффективного стока поверхностных вод (предотвращает излишний промыв и разрушение микропор почвы);
Защита почв от эрозии (перекрестный и узкорядный посев культур, организационные меры и др.);
Посев трав и растительности, быстро образующих оптимальный «защитный» дерновой слой;
При повышенной солености почв (при высокой концентрации натрия) — выращивание солевыносливых многолетних трав, оптимизирующих режим влагообмена.
Список использованных источниковВащенко И. М. Основы почвоведения : учебное пособие // И.М. Ващенко, М. А. Габибов ; Ряз. гос. ун-т им. С. А. Есенина. – Рязань, 2007. –156 с.
Ганжара Н. Ф. Почвоведение : учебник // Н. Ф. Ганжара. – М.: Агроконсалт, 2001. – 392 с.
Еремченко О. З. Почвы и техногенные поверхностные образования урбанизированных территорий Пермского Прикамья : монография // О. З. Еремченко, И. Е. Шестаков, Н. В. Москвина; Перм. гос. нац. исслед. ун-т. – Пермь, 2016. URL: http://www.psu.ru/files/docs/fakultety/bio/pochvy-urbanizirovannyx-territorij.pdf (дата обращения: 29.08.21).
Почвоведение с основами геологии : учебник для вузов // В. П. Ковриго, И. С. Кауричев, Л. М. Бурлакова. – М.: Колос, 2000. – 416 с.
Почвоведение. Теория и практика лабораторных работ : учеб. пособие // сост. О. З. Еремченко, Р. В. Кайгородов, И. Е. Шестаков, Л. А. Чудинова. – Перм. гос. нац. исслед. ун-т. – Пермь, 2014. – 95 с.
Почвоведение : учеб. для ун-тов. В 2 ч. // под ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование / Г. Д. Белицина, В. Д. Васильевская, Л. А. Гришина и др. – М.: Высш. шк., 1988. – 400 с.
Протасова Л. А. Генетическая характеристика и диагностика дерново-бурых и дерновокарбонатных почв Пермского края : монография // Л. А. Протасова. – Пермь: ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2008. – 157 с. URL: https://pgsha.ru/faculties/agrohim/agrohim_files/monografiya_l.a.protasova.pdf (дата обращения: 30.08.21).
Состав и строение агрегатов уплотненных горизонтов в почвах юга степной зоны степной зоны европейской территории России // А. С. Сорокин [и др.]. – Почвоведение, 2016. – С. 335–367. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?doi=10.7868/S0032180X16030102 (дата обращения: 29.08.21).
Турсина Т. В. Микроморфологическая диагностика устойчивости черноземов при орошении // Т. В. Турсина. – Бюллетень Почвенного института им. В. В. Докучаева, 2014. – Вып. 76. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mikromorfologicheskaya-diagnostika-ustoychivosti-chernozemov-pri-oroshenii (дата обращения: 29.08.21).
Физические, водно-физические и физико-химические показатели чернозема выщелочного // А. Х. Шеуджен [и др.]. – Сельскохозяйственные науки, 2017. – Выпуск № 4(58). – С. 166-171. URL: https://research-journal.org/agriculture/fizicheskie-vodno-fizicheskie-i-fiziko-ximicheskie-pokazateli-chernozema-vyshhelochennogo/ (дата обращения: 28.08.21).
Хасанова Р. Ф. Агроэкологический анализ структурного состояния и оптимизации свойств черноземов Зауралья при фитомелиорации : диссертация, 2016. URL: https://bsau.ru/upload/iblock/479/%D0%B4%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F.pdf (дата обращения: 30.08.21).