скачать книгу бесплатно
От процентного отношения глины, песка, т. н. «механического состава» почвы, а также от содержания в ней перегноя и извести, зависят ее физические свойства. Чем более преобладает в почве глина, тем она тяжелее, что означает, что в данном случае она более плотна и вязка, влагоемка и холодна. Чем более преобладает песок, тем менее почва обладает этими свойствами. От этих двух (глины и песка), по массе главных составных частей почвы большею частью зависят ее физические свойства. Перегной и известь, находящиеся в смеси с глиной, умеряют, до некоторой степени, крайнюю вязкость этой почвы.
Для определения процентного отношения глины, песка и перегноя служит механический анализ, при котором известное весовое количество данной почвы или подпочвы, с помощью отмучивания, производимого движущеюся водою, разделяется по величине частиц на несколько фракций. Существуют различные, очень удобные для механического анализа приборы, так, напр., Шене, Сабанина, Аттерберга и проч., которые считаются в настоящее время лучшими; но они редко имеются под руками и употребляются только в лабораториях, и потому, большею частию, приходится довольствоваться более простым и приблизительным приемом, а именно: разболтать почвенную пробу в чистой воде и оставить смесь осесть. Вследствие тяжести хрящ и песок осаждаются на дно посуды, затем следует глина, а за ней перегной и мелкие корешки. По толщине каждого слоя получается приблизительное понятие об относительном количестве каждой из составных частей исследованной почвы. Существует и специальный прибор для этой цели – так называемая колба Бенигсена.
Измерением отдельных слоев легко определить взаимное их отношение. Можно посредством переливания жидкости в другие стаканы, в конце концов, отделить различные части в отдельную посуду, испарить воду, высушить остаток и взвесить каждый отдельный слой. Количество перегноя определяется особо.
Следует обратить внимание на свойства получаемого при промывании песка: чистый кварцевый песок почти не содержит питательных веществ, а гранитная дресва богата ими и оказывает почве при дальнейшем разложении значительную поддержку.
Примерный механический анализ суглинка дал следующий результат:
Крупного песка или хряща 12 %
Мелкого песка и песчаной пыли 48 %
Глины 40 %
Итого 100 %
а) Способность почвы испарять воду. Насыщенные водою почвы способны задерживать воду и испарять ее в более или менее продолжительный промежуток времени. В таблице показано количество влаги, испаряемой почвою в определенное время. Опыт произведен в сухой комнате при + 10–15° Р., причем было взято 0,858 куб. фута почвы, насыпанной в полотняных мешках, повешенных в сухом воздухе.
Следовательно, скорее высыхает песок и суглинок, медленнее же – почвы, богатые органическими веществами: навозный перегной и торф. Наибольшее количество воды отдавали ежедневно песок и чернозем и наименьшее – торф и суглинок.
б) Гигроскопичность почвы. Совершенно высохшая земля, как все пористые гигроскопические тела, способна заимствовать некоторое количество влаги из воздуха в виде паров; 100 граммов земли, высушенной в сухой комнате при + 15°Р., следовательно, еще содержавшей гигроскопическую воду, поглотили в 24 часа из воздуха во влажном сарае, оранжерее и теплице при + 2°, 5° и 10° Р. следующие количества влаги:
в) Водометная способность почвы. Присутствие в почве мелких промежутков между частицами, пор, капилляров позволяет грунтовой воде подниматься на некоторую высоту в толще почвы, а если грунтовая вода залегает не глубоко, то и до самой поверхности. В разных почвах эта способность выражена также не одинаково; всего выше вода может подняться в тяжелых глинистых почвах, однако, в них подъем воды происходит очень медленно; более быстро поднимающие ее пески не способны, однако, поднять воду до высокого уровня; среднее положение занимают суглинистые почвы, которые способны с достаточной скоростью поднимать воду на порядочную высоту – до 1–2 метра.
4. Отношение почвы к воздуху и газам
Почва, кроме водяных паров, поглощает из воздуха, как это доказано опытом, и газы, как, напр., аммиак, углекислоту и проч. Свойство это, по всей вероятности, имеет весьма важное значение в деле питания растений. Вопрос этот, вообще, еще мало разработан, но известно, что размельченный в порошок полуспелый торф обладает в высшей степени способностью поглощать не только влагу, но также газы, и поэтому, примешанный в количестве от 1/8 до 1/10, совершенно уничтожает зловоние отхожих мест и превращает выгребную массу в сухую, без запаха, массу, служащую отличным удобрением. (См. Компост. Глава X).
5. Вес почвы
В почве, как теле пористом, приходится различать:
а) объемный вес, т. е. вес единицы объема, напр., л, см – дециметра или метра, и
б) удельный вес, т. е. отношение, показывающее во сколько раз твердые составные части почвы тяжелее одинакового объема воды при + 4 °C. В садоводстве объемный вес имеет большее значение при глубокой обработке почвы, штыковке на перевал и переноске больших почвенных масс – при улучшении физических свойств почвы и проч.
а) Объемный вес. Объемный вес 1 куб. саж. (9
/
метра
) наиболее обыкновенных почв следующий.
6. Классификация почв на основании механических и физико-химических свойств
Смотря по содержанию в почве песка и глины, можно выделить следующие 7 классов почв.
1) Очень тяжелая или глина содержит 50–5 % глины
2) Тяжелая суглинистая 50–3
3) Суглинистая средняя 33–5
4) Суглинистая легкая 25–6
5) Супесчаная 16–2
6) Песчаная 10–5
7) Песок следы
8) Иловатый песок, состоящий из мельчайшего песка, почти такого же плотного холодного и влагоемкого, как глина.
Кроме того, в садоводстве различают еще некоторые другие виды почв.
9) Чисто черноземная, значительной глубины, свойственная черноземным полосам СССР.
10) Торфяная, образовавшаяся из остатков болотной растительности.
11) Ил на бывших днах морских заливов или днах высохших озер или болот; обыкновенно очень плодороден.
12) Скелетная почва встречается в горных местностях, верхние слои которых состоят из хрящей разрушенных горных пород; подпочва – сплошная горная порода.
13) Известковая, которая содержит значительное количество углекислой извести.
14) Железистая, совершенно красная или рыжая от значительной примеси окиси железа, может быть плодородною; если же она синеватого цвета от примеси закиси железа, то остается бесплодною, пока закись не перейдет в окись.
15) Солончаковая, с значительною примесью солей, бесплодна.
(Оставляя приведенную сильно устаревшую классификацию, редакция руководилась тем соображением, что применение современной почвенной классификации в руководстве практического характера только усложнило бы дальнейшее изложение предмета.)
7. Отношение почвы к воде
1) Влагоемкость и водоудерживающая способность почвы. Всякая почва способна поглощать известное количество воды и задерживать ее более или менее продолжительное время. Эта способность у различных почв различна и колеблется в довольно значительных пределах. Условия, при которых производятся опыты, значительно отличаются от естественных условий, так как в природе никогда не бывает такого избытка воды, как при искусственном смешивании почвы с водою.
В следующей таблице показана степень насыщения различных почв водою. Для каждого опыта было взято 0,858 ф
. почвы.
Следовательно, песок, как видно из этой таблицы, обладает меньшею способностью удерживать воду, чем все остальные почвы, из которых в наибольшей степени этою способностью обладают почвы, богатые органическими веществами.
2) Водопроницаемость почв. – Способность почвы пропускать через себя воду под действием силы тяжести – водопроницаемость – весьма не одинакова в различных почвах. Так, в одном из опытов в 24 часа просочился через слой почвы в 10 см слой воды такой высоты:
через
торф 0,1 мм
глину 0,07 мм
суглинок 167,4 мм
песок 576 мм
Песок пропустил большое количество воды, глина же почти водонепроницаема; суглинок занял среднее место. Это свойство почвы часто отзывается на ее использовании; залегание на некоторой глубине водонепроницаемых глин может повести в заболачиванию почвы, вызывает необходимость дренажа и т. п.
б) Удельный вес почвы. Если взять отношение веса какого-либо объема почвы к весу такого же объема воды, то получим так называемый кажущийся удельный вес почвы, который: меньше истинного удельного веса твердых почвенных частиц, так как твердые частицы почвы занимали не весь взятый объем, а были разделены промежутками. Есть способы определить истинный удельный вес; он оказывается в разных почвах неодинаковым; для большинства почв, не содержащих очень большого количества перегноя, он колеблется от 2,4 до 2,8; в торфяных почвах удельный вес падает до 1,2–1,4.
Зная кажущийся и истинный удельный вес почвы, можно определить ее спорозность, т. е. долю данного объема, не занятую твердыми частицами. Так, напр., если истинный удельный вес почвы равняется 2,6, а кажущийся 1,3, то на долю промежутков придется половина всего объема, – порозность почвы будет 50 %. Если при том же истинном удельном весе кажущийся будет только 1,1, то это будет говорить о большей порозности, которая в этом случае равна 57 %.
8. Влияние света и теплоты на почву
Так как солнечный свет способен вызывать некоторые химические реакции, то, вероятно, он не остается без влияния на составные части почвы. Известно, что цвет почвы оказывает влияние на степень поглощения ею теплоты солнечных лучей; черный цвет поглощает, а белый цвет отражает, вследствие чего поверхность почвы черного цвета нагревается более солнечной теплотой, чем светлая; поэтому там, где требуется большое количество теплоты, советуют придавать почве и шпалерным степам (при формовом плодоводстве) черную поверхность. Наглядным доказательством способности черного цвета поглощать теплоту служит термометр, шарик которого покрыт сажей. Подвергнутый действию солнечных лучей, такой термометр показывает гораздо высшую температуру, чем термометр с блестящею поверхностью. Насколько этот физический закон находит применение к почве на глубине двух вершков (9 см), видно из нижеследующей таблицы, представляющей средний вывод из четырехдневного наблюдения, 8-11 августа 1872 года.
По наблюдению, произведенному в декабре 1874 года в оранжерее бывшей Петровской Академии, также найдено, что температура почвы на 4 вершка (18 см) под поверхностью земли немного выше, чем температура оранжереи, которая держалась по возможности ровно, около 3 °Р. Наблюдение производилось в течение 30 дней, два раза в день.
Средний вывод из всех 60 наблюдений следующий:
Температура почвы = 3,9°
воздуха = 3,6°
Разница = 0,3°
Теплота, как известно, представляет один из могущественных двигателей растительной жизни; ниже нуля проявления растительной жизни превращаются. Теплота также оказывает благотворное влияние на самую почву; она, в связи с действием воздуха и влаги, способствует разложению органических и материальных составных частей почвы; при температуре ниже нуля почти совершенно прекращается разложение. Замороженные плоды, корни, мясо и проч. сохраняются чрезвычайно долго без изменения, но при оттаивании следует быстрое разложение.
Из незначительной разницы температуры, полученной из суммы многих наблюдений, нельзя вывести никаких данных относительно разницы в нагревании почвы черного цвета и почвы со светлым цветом на глубине двух вершков (9 см).
Решение этого вопроса относительно почвы тем труднее, что теплота ее находится под влиянием еще четырех других факторов: 1) испарения влаги, при чем поглощается тепло. Доказательством этому служит понижение температуры, если покрыть шарик термометра, находящегося в сухом и теплом помещении, мокрой пропускной бумагой. На этом законе основано употребление психрометра, служащего для измерения степени влажности воздуха посредством величины испарения. Алкоголь и эфир, которые скорее испаряются, производят еще больший эффект; 2) теплопроводной способности почвы, от которой зависит передача теплоты от верхних слоев нижним. Это свойство, как ниже увидим, чрезвычайно различно у различных почв; 3) тления органических веществ в перегнойной и торфяной почвах, вследствие чего развивается некоторое количество тепла.
Это явление аналогично обыкновенному горению, только совершается значительно медленнее; им пользуются на практике, а именно, разлагающийся, тлеющий навоз употребляется для нагревания парников, а также во многих других случаях свежий конский навоз употребляется для нагревания почвы в открытом грунте; наконец, почва, без сомнения, до некоторой степени, нагревается от внутренней теплоты земного шара, которая увеличивается пропорционально глубине.
Хотя этот источник теплоты вообще не влияет на температуру поверхности земли, однако артезианский колодезь в Гренеле, около Парижа, глубиною в 548 метров (770 арш.), дает воду, имеющую температуру +28 °C., другой – при Неуфенне, в Вюртемберге, 385 метров глубины, дает воду с температурой + 38,76 °C. Во всяком случае средняя температура почвы всегда несколько выше средней температуры воздуха данной местности.
В саду «Horticultural Society» в Лондоне, по Линдлею, найдено:
а) Теплоемкость почв. Известно, что для нагревания различных почв до одной и той же температуры требуется различное количество тепла; известно также, что одно и то же количество теплоты, которое, например, нагревает 1 фунт (400 г) воды от 0° до 10 °C., нагревает до той же температуры 2 ф. (800 г) скипидара, 8 ф. (3 ? кг) железа и 33 ф. (13 кг) ртути.
Относительно сухой почвы не существует такой огромной разницы; она вообще требует в 6–8 раз менее тепла, чем вода при тех же условиях.
1 часть воды для нагревания
на 1° требует 1,00 ед. тепла
1 часть глины 1° 0,18
1 часть суглинка 1° 0,16
1 часть песка 1° 0,13
1 часть торфа 1° 0,48
Удельная теплота, как видно из этих чисел, находится в обратном отношении к удельному весу. Поэтому «объемная теплоемкость» в разных почвах довольно близка, т. е. одинаковый объем разных почв требует для нагревания на 1° одного и того же, приблизительно, количества тепла, в среднем, в два раза меньшего, чем такой же объем воды. Большое содержание воды сильно повышает теплоемкость почвы, почему глинистые почвы, с большим содержанием воды называются холодными, а сухие песчаные – теплыми почвами.
б) Теплопроводность почвы – свойство почвы более или менее быстро нагреваться или охлаждаться посредством передачи тепла – тоже находится в зависимости от удельного веса; чем выше будет ее удельный вес, тем она будет представлять лучший проводник теплоты, и тем скорее она охлаждается, что, конечно, не остается без вредных последствий для растительности.
Следующий опыт дает наглядное понятие о теплопроводной способности почвы: взятые в количестве 1 фута
, замороженные сплошь на воздухе при—15 °R., и потом помещенные в сухом подвале при + 3–4 °R., почвы эти оттаяли:
1) Песчаная почва. Мы уже выше указали на различные свойства песчаных почв различного происхождения. Песок может быть либо просто кварцевый, либо он произошел из гранитной породы, или же состоит из смеси, пород различного происхождения, как это обыкновенно и встречается. Чем более преобладает кварцевый песок, тем почва беднее, и, наоборот, чем более заключается в ней остатков гранитных, сланцевых и полевого шпата, которые мало-помалу распадаются в глинистую массу, тем почва богаче, так как, кроме обладания лучшими физическими свойствами, в ней всегда находится значительный запас необходимых питательных для растений веществ – кали и фосфорной кислоты. Мелко – зернистый песок, во всяком случае, предпочитается крупному или хрящу, потому что он скорее разлагается и обладает большою влагоемкостью. Песчаная почва подвержена выгоранию и бедна питательными веществами. Она может быть улучшена примесью глины, или лучше глинистым черноземом, или глинистым торфом, смотря потому, что имеется под руками. Глина, особенно вынутая с значительной глубины, представляет собою вещество чрезвычайно грубое и комковатое, которое трудно смешивается с песком и обыкновенно еще долгое время, после примешивания ее к песку, остается в виде отдельных комков, особенно если не будут приняты некоторые предосторожности.
Лучшее время для вывозки глины – зима; глина разрыхляется морозом и действием воздуха; при наступлении весенней оттепели она опять, под влиянием сырости, уплотняется и не скоро обсыхает. Когда обсохнет настолько, что не прилипает к орудию, следует пробороновать поле железной бороной вдоль и поперек, отчего глина лучше измельчается и поднимается с поверхности почвы, а ее мелкие части смешиваются с песком. Более крупные части или комки, которые не поддаются бороне, раздробляют катком или разбивают деревянными молотками. Затем необходимо запахать глину в сухом виде, иначе она очень трудно смешивается с песком.
При исполнении этой работы, предпринимаемой с целью улучшения, главное – приступить к обработке в то время, когда глина из сырого и липкого состояния переходит в сухое, т. е. когда она находится в том состоянии, при котором без особенного затруднения может быть размельчена. В совершенно сыром виде глина при сдавливании образует плотную массу; совершенно же высушенная измельчается довольно хорошо, но за то эта работа требует затраты большого количества силы.
Какие громадные количества глины потребны для превращения одной десятины песка в суглинок, глубиной в 1 арш. (71 см), видно из следующего расчета, из которого, по местным ценам за работу, можно вывести расход на эту работу.
Подвергающаяся улучшению масса составляет 800 саж
.; улучшающей массы потребно 257 %, т. е. 200 саж
. Если куб обходится в 2 руб. 50 коп., то одна доставка материала будет стоить 500 руб. Производить такое радикальное улучшение едва ли когда-нибудь приходится вдруг, а обыкновенно довольствуются тем, что улучшение или превращение песка в суглинок производят на значительно меньшую глубину, во-первых, и, во-вторых, такое улучшение производится обычно в несколько лет.
2) Глина и суглинок. Глинистая и суглинистая почвы страдают от противоположного песку недостатка. Они сильно уплотняются, следовательно, подвергаются действию воздуха только с поверхности, образуют твердую кору, глубоко трескаются в сухое время и не допускают правильной обработки в сырую погоду, когда такие почвы становятся вязкими и липкими, и долго не высыхают. Почва, обладающая такими свойствами, менее пригодна для огородничества и древоводства, но может быть с успехом применима под яблочные сады, если подпочва не слишком холодна и сыра. Хотя глинистая почва обыкновенно заключает в себе обильную пищу для растений, тем не менее, для разведения садов избегают ее по вышеизложенным обстоятельствам; по причине вязкости, обработка ее также невозможна в раннее весеннее и позднее осеннее время; она весьма трудно насыпается на корни при пересадке растений и поглощает огромную массу удобрительных веществ. Одно и то же количество удобрения производит гораздо больший эффект на легкой, чем на тяжелой почве. Но одно и то же количество удобрения на глинистой почве оказывает действие в течение нескольких лет.
Для улучшения такой почвы употребляются согревающие и разрыхляющие средства, как, напр., конский навоз, лиственный перегной, особенно – рыхлая торфяная земля, компост из старой соломы, остатки с дровяных дворов, сопревшая дубильная кора и проч. Песок и песчаная земля также сообщают глинистой почве некоторую рыхлость, но всегда проходит долгое время, пока она станет достаточно рыхлой и теплой для огородов и питомников.
3) Иловатые почвы. Эта почва состоит из мельчайшего песку и незначительного количества глины.
Земля была настолько влажна, что ее можно было формовать, отчего и результат не мог быть совершенно точным, так как и вода принимала в этом участие; но от этой неточности не страдает практический вывод, ибо почва в природе тоже находится при тех же условиях. При оттаивании суглинка стекала вода, чего не замечалось у прочих земель.
Медленное нагревание и охлаждение перегнойной и торфяной земель (их меньшая теплопроводность зависят от большой порозности их) и объясняет, отчасти, их благодетельное действие, оказываемое, помимо сообщаемой ими рыхлости и питательности, при улучшении ими физических свойств почв тяжелых и бедных органическими веществами. Также очевидно, какое отличное защитительное средство они представляют от действия морозов, когда употребляются для сохранения корней и чувствительных к морозам растений.
Содержание в почве воды увеличивает ее теплопроводность.
9. Связность, вязкость или липкость и сжимаемость почвы
Связность, вязкость или липкость и способность изменять объем в высшей степени свойственны жирной глине, и эти свойства чрезвычайно затрудняют не только обработку ее, но и разведение на ней растений. После смачивания водою она плотно садится, вследствие чего воздух не может в нее проникнуть, а всходы посевов не могут пробиться сквозь образовавшуюся кору. Суглинистая почва, особенно ее подпочва, также бывает иногда довольно связна, но после первой глубокой обработки она не садится так плотно, как глина. Связность особенно обнаруживается в сухую, а вязкость и липкость – в сырую погоду.
а) Связность. Для определения степени плотности, вязкости и липкости придуманы различные способы; например, измеряют силу, потребную для раздавливания куба известного размера, сформованного из почвы, или размеряют высоту, с которой должен упасть лом для того, чтобы проникнуть на известную глубину в почву. Где употребляется при обработке плуг, там можно применять динамометр. Наибольшей связностью отличается глинистая почва, наименьшей – песчаная.
б) Липкость. Липкость определяется силою, с которою частички почвы, в сыром виде, пристают к различным предметам. Она особенно обременительна при употреблении деревянных или чугунных орудий; к кованому железу и к стали почва пристает очень мало, если орудия хорошо отшлифованы. При обработке вязкой и липкой почвы весьма важно выбрать подходящее время, а именно, чтобы она обладала необходимою степенью влажности.
в) Способность изменить объем. Эта способность в зависимости от влажности особенно замечается в жирной глине, которая при высыхании занимает меньший объем, чем сырая, отчего образуются более или менее широкие и глубокие трещины. От сильного сжимания происходит разрыв корней, окончательное высыхание почвы через трещины, чем причиняется значительный ущерб растениям. Для того, чтобы измерить изменение объема почвы, можно снова сформовать из нее кирпич известной величины и после высыхания измерить его; таким образом получится величина сжимаемости, которая в некоторых случаях может достигнуть
? объема. Лучшим средством против этого неприятного свойства всякой жирной почвы может считаться примешивание к ней песка, торфа и перегнойных веществ. Несмотря на то что последние и сами значительно сжимаются, они все-таки придают почве рыхлость и препятствуют образованию больших трещин; тщательное разрыхление также противодействует образованию коры и трещин.
