{004} Предисловие ко 2-му изданию
{004} Предисловие к 1-му изданию
{005} I. Цель постановки и программа исследований
{009} II. Метод исследования
{089} III. Согласование результатов химического и физического анализов почвы для целей расценки почвенных разностей
{106} IV. Стационарные почвенные работы как заключительное звено территориальных почвенных обследований
{107} Список работ, на которые есть ссылка в тексте
Текст
                    CD
s
L.
CO
о
X
о
ja
ш
о
проф.
Н А. КАМИНСКИЙ
Изучение
ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ПОЧВЫ
И КОРНЕВЫХ СИСТЕМ
РАСТЕНИЙ


ПроФ, H. А, КАЧИНСКИЙ Изучение ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ почвы И КОРНЕВЫХ СИСТЕМ РАСТЕНИЙ ПРИ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ПОЧВЕННЫ X ИССЛЕДОВАНИЯХ ПРОГРАММА И МЕТОДИКА РАБОТ О 15 РИСУННАМИ ГОСУДАРС ТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛ ЬСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ и НОЛХОЭНО-НООПЕРАТИВНОЙ ЛИТЕРАТУ РЫ
Редактор С. Черникова Тех. редактор Д. Кофман сдано в набор 31—111 — 31 г. подписано к печати 21-Х —31 Тираж 10.000 Формат 62X93. Индекс 27 и СКХГ. № 578 печат. лист. 7. знаков Типография 18 ОГИЗа Главлит. Б —11 706
ПРЕДИСЛОВИЕ КО 2-му ИЗДАНИЮ Первое издание настоящей книги в количестве 10 000 экземпляров разошлось в течение восьми месяцев. Это убеждает меня в своевременности опубликованных мною изысканий в области методики изучения почвы при территориальных и стационарных работах. Ко времени выпуска второго издания я получил от почвоведов- практиков и преподавателей вузов ряд замечаний и просьб в смысле желательного дополнения и изменения книги. Большинство из них указывает на излишний академизм в изложении методических глав н на отсутствие точно определенных инструкций в методах определения отдельных физических свойств почвы. Должен заметить, что я не рассматривал свою книгу как учебник. Я делился своим методическим опытом и предназначал публикуемую работу для исследователей в области почвоведения и сопредельных дисциплин. Тем не менее, учитывая пожелания читателей, я дополняю книгу методами изучения некоторых новых (не вошедших в первое издание) физических свойств почвы, а также уточняю, а иногда и сопровождаю иструкциями изучение отдельных физических свойств почвы. Попутно частично видоизменяю методику сообразно с практикой работы в последний год. Я. Качииский ПРЕДИСЛОВИЕ К 1-му ИЗДАНИЮ Соображения о работах по физике почвы, излагаемые в настоящей книге, были доложены мною совету Государственного почвенного института в декабре 1926 года и VII Всесоюзному с'езду почвоведов в январе 1929 года. Впервые эта программа была осуществлена мною совместно с А. П. Малиновым при исследовании почв Башкирии летом 1928 года, Предлагаемые методы работ описываются применительно к территориальным почвенным обследованиям, но совершенно очевидно, что в большей своей части они приложимы и к стационарным почвенным работам. Экспериментальная часть работы, излагаемая в настоящей книге, и обработка материала проведены мною совместно со специалистами почвенно-агрономического отдела Государственного почвенного института— 3. П. Коробовой и Т. Л. Ривкинд. Работа осуществлена от имени 2 учреждений: почвенно-агрояо- мического отдела Государственного почвенного института и почвенного отдела МОСХОС. Н. Качииский 3
ЦЕЛЬ ПОСТАНОВКИ И ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ 1. НЕОБХОДИМОСТЬ УЧЕТА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ И КоРпЬВЫА СИСТЕМ FACTEtthH ДЛЯ ПоЗНаНИЯ ПОЧВЬНнОГО ТіпПА И УТИЛИТАРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛОЧЬЫ Значение физических свойств почвы для познания ее как есте- сгашноисторического тела и как обекта дія использования * настоящее время может считаться очевидным. Физические свойства определяют собою характер водно-воздушного режима лочвы, от которого зависит вся совокупность протекающих в почве процессов. Даже питательный режим почвы, зависящий от состава ее, в огромной степени является функцией физических свойств почвы. В ряде почв, как например а подзолистых, заболоченных, солонцеватых разностях, физические свойства представлены в первом агрономическом минимуме. Эти почвы нельзя мелиорировать, не изменяя в лучшую сторону (с точки зрения человека) физические их свойства. Не менее важное значение имеет знакомство с этими свойствами почвы и в других областях народного хозяйста, как например в дорожном строительстве, в санитарном деле и пр. Но если физические свойства определяют собою характер протекания почвенного процесса, то и всякое явление в жизни почвы не может пройти, не сказавшись так или иначе на ее физических свойствах. В этом смысле физические свойства, как и химический] состав почвы, являются свидетелями прожитой почвою жизни, и на основе их можно воссоздавать почвенный генезис. В главе III мы иллюстрируем высказанную мысль параллельным приведением данных химического анализа, механического состава почвы, физических ее свойств и корневых систем растений. Здесь же укажем еще на важность для познания почвы изучения корней. Растение — лучший индикатор на свойства почвы. Всякая особенность почвы неизменно сказывается на развитии растения и особенно на той его части, которая находится в непосредственном взаимодействии с почвой, именно на корнях. Формы развития корневых систем растений, а иногда и масса корней есть в значительной мере функция от данных почвенных условий. Почва как бы диктует корневой системе формы ее развития. Зная свойства почвы, можно предугадать характер развития корней и, наоборот, по корневой системе можио воссоздать облик почвы, тем более что корни являются одним из активнейших почвообразователей. Подробнее это описано в книге Качинского «Корневая система растений ів почвах подзолистого типа» (1) \ Прибегая в целях познания почвы к /многочисленным и многообразным анализам, мы не должны игнорировать наиболее доступный и естественный метод — познание почвы через растение. Важно знать физические свойства всякой изучаемой почвы, всякого описанного разреза. Однако, как увидим ниже, изучение физи- 1 Цифры, заключенные в скобки как в данном случае, так и в последующем изложении указывают порядковый номер библиографического указателя, приложенного в конце книги. 4
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ГЛАВЧЕЙШЧХ ПОЧВЕННЫХ РАЗНОСТЕЙ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ИЗУЧАЕМУЮ ТЕРРИТОРИЮ ческих свойств при территориальных почвенных обследованиях осложняет и удорожает работу, поэтому приходится довольствоваться некоторым целесообразным минимумом. Начинать эти работы нужно тогда, когда в результате предшествующих территориальных обследований выяснится почтенный покров изучаемой территории, выявятся важнейшие в научном и хозяйственном отношении почвенные разности. После этого можно точно расчесть, сколько разрезов необходимо ^подвергнуть исследованиям, сколько нужно для этого времени и средств. 'Выбор почв для исследования производится руководителем территориальных работ. Намеченные к исследованию почвы должны возможно полнее характеризовать изучаемую территорию. Само собой очевидно, что работы по физике почвы целесообразно приурочивать к тем разрезам, для которых наиболее полно будут произведены и химические исследования. Для наблюдений необходимо выбирать участки, ближе всего характеризующие почву в первородном ее состоянии, почву как тип. Это важно для вопросов генезиса почвы и не менее важно для практики сельского хозяйства. Идеалом в этом отношении будет целина, но за отсутствием таковой можно довольствоваться залежными участками (лучше старозалежными) или участками, занятыми многолетними травами. Для сравнения с такой более или менее зацелинившейся почвой целесообразно выбирать участки той же почвы овежераспаханные, на-, холящиеся под типичной для данных мест культурой, например под рожью, овсом или пшеницей. На таких (добавочных) участках исследованию подвергается только пахотный, измененный человеком слой. Если в первом случае (при работе на зацелинившихся участках) мы получим более или менее конкретные величины, характеризующее тип, то при работе на шкот- ном участке мы будем иметь один из вариантов свойств почвы, подвергнувшейся разрушению и изменению. Нужно, чтобы этот второй момент был более определен, поэтому мы и рекомендуем выбирать участки под типичной культурой для данных мест. Высказанные здесь соображения уместны не только для вопросов физики почвы, но и для почвенных исследований в целом, 3. СВОЙСТВА ПОЧВЫ, НАМЕЧЕННЫЕ К ИЗУЧЕНИЮ Ввиду, сложности и неудобств долевой работы мы не можем пека охватить исследованием весь комплекс физических свойств почвы, но в то же время мы не должны ограничиться в этих исследованиях единичными, искусственно выхваченными из ряда физических свойств величинами. Нами выделен и осуществлен в исследованиях следующий ряд основных и функциональных физических свойств почвы: а) механический состав с учетом ила, б) удельный вес скелета почвы и твердого 5
е* субстрата *, в) скважность, г) максимальная гигроскошршосгь^ А) наименьшая влагоемкость (по Касеоиичу) или максимальная молекулярная влагоемкость (по Лебедеву), е) влагоемкость капиллярная, ш) водопроницаемость, з) сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию («твердость») и липкость ее, и) набухание, к) структура. Оценим кратко каждое из свойств. Механический анализ почвы является неот'емлемой частью всех почвенных исследований В последнее время, особенно после работ К, К. Гедройца (5), обращается осо" бое внимание на илистую фракцию почвы (0,001 мм)Л от которой главным образом зависит характер гаротекания ночееншго процесса. Для познания и объяснения физических свойств почвы также необходимы данные механического анализа, так как физические свойства во многом есть функция от механического состава почвы в целом, а иногда от илистой ее фракции (как например максимальная гигроскопичность, наименьшая влагоемкость и пр). Удельный вес твердого субстрата почву дает косвенна представление о составе почвы (органической и минеральной ее частях) и необходим для вычисления скважности почвы Удельный вес скелета почвы дает представление о степени ушют-„ нения почвы, о наличии процессов элювиальности и илдювцальноста, необходим для вычисления веса почвенных напластований, запаса в почве питательных веществ (в весовых единицах) и запаса в ней воды (в весовых единицах или в мм водного столба) На основе удельного веса скелета почвы находится ее скважность. Скважность, или порозносхь, тесгіо увязана с механическим составом и структурой почвы, с водными и воздушными ее свойствами, а косвенным образом и с питательным режимом Изучение скважности 1 Термины «кажущийся» и «истинный» удельный вес почвы, как мы уже отмечали в предыдущих своих работах, представляются нам малоудачными Ни един из них не согласуется с современным представлением о почве. Особенно малоудачным нужно пгизнать название «истинный удельный вес почвы*. В этом начв^нии почва уподобляется твердому* без скважин, слитому субстрату, что абсолютно не верно. В настоящей работе мы ваменяем эти термины новыци- назвэниями: вместо «кажущийся удельный вес почвы» употребляем «удельный вес скелета почвы» 'без воды и почвенного воздуха), вместо «истинный удельный вес» — «удельный вес твердого субстрата почвы» Скелетом почвы обычно называют находящиеся в ней невыветревшиеся плитняк, щебень и т п., но мы считаем употребление термина «скелет почвы» в этом смысле маловразумительным. В биологии под именем скелета фигурирует некий твердый остов, придающий форму, абрис данному организму. Под это понятие едва ли возможно подвести щебень и камни, встречающиеся в большем или меньшем количестве в п^чве Называя шебень и плитняк скелетом, мы тем самым наиболее развитые и сформировавшиеся почвы относим к почвам без скелета: явно неправильное пользование совершенно определенным в биологии термином. В чгилу v-указан- ных соображений я предлагаю скелетом почвы считать твердый ее. остов (без воды и воздуха) в естественном его сложении, со скважинами, канальцами» ходами и прочим. Этот остов, будучи омыт почвенным* расствором и обвеян почвенным воздухом, совместно с организмами — животными и растительными.— его населяющими, превращается в тело живой почвы. Пооф. С. И. Тюремнов вместо «истинный удельны* вес почвы» дает название «удельный вес твердой фазы почвы» (2). Проф. С А Захаров (») и Е. Д. Домрачева (*) употребляют термины: а) «удельный вес почвы» (вместо «об'емный») и б) «удельный вес твердой фазы почвы» (вместо «истинный») е
в почвенном профиле дает возможность судить о процессах вымывания й Емывания. В массовых определениях мы ограничиваемся изучением общей скважности, которое можно осуществлять параллельно с изучением удельного веса скелета почвы при наличии несложной аппаратуры, но с большей сравнительно точностью. Так называемые капиллярная и некапиллярная скважность, как увидим ниже, учитывается значительно менее точно. Оборудование же для изучения ее требуется более сложное. Упростить метод и сделать его общедоступным можно (и такой метод мы предлагаем в книге), но уточнить его пока не удается. Максимальная гигроскопичность дает представление о размерах коллоидальной части «почвы, позволяет вычислить коэфициент завяда- ния растений и количество неусвояемой растениями іводы в почте, а также общую и удельную ее поверхность. Наименьшая влагоемкость почвы по Коссовичу (6) или максимальная молекулярная влагаемкость по Лебедеву (7), как и максимальная гигроскопичность, дает представление о механическом составе почвы, об общей и удельной ее поверхности. Кроме того (и это особенно важно) она дает представление о наибольшем количестве воды, которое может удержаться в почве в силу молекулярного притяжения воды почвенными частицами. Эта величина характеризует способность почвы длительно сохранять некоторый (разный в разных почвах) запас воды, доступной растениям, и следовательно характеризует почву преимущественно в засушливых районах со стороны одного из важнейших ее сельскохозяйственных признаков. Капиллярная влагоемкость, -как явствует из самого названия, показывает на величину воды,-удерживаемой почвою в силу капиллярных ее свойств. Величина эта также характеризует почву со стороны ее способности прочно удерживать большее или меньшее количество воды, доступной пастениям (капиллярная влагоемкость без максимальной гигроскопичности). На основе капиллярной влагоемкости вычисляется капиллярная и некапиллярдая скважность почвы. Значимость капиллярной влагоемкости особенно возрастает в средних и северных районах нашего Союза (в таежной зоне), где почва большую часть года насыщена водою капиллярно. Водопроницаемость — одно из главнейших физических свойств почвы, теснейшим образом увязанное со всеми ее свойствами, с йодным, воздушным, а частично и с питательным режимом. Сопротивление почвы сдавливанию («платность» или «твердость») и липкость ее (некоторая аналогия вязкости) характеризуют механический состав почвы, ее структуру и скважность, дают представление о степени развития почвенного процесса (наличие иллювиальное™), характеоизуют степень трудности обработки почвы Набухание косвенно характеризует состав почвы и размеры илистой ее фракции, обусловливает характер водо- и воздухопроницаемо-» сти почвы 1
Структура суммирует в себе воздействие всех химических и физических свойств почвы, характеризует почвенный тип и агрономическую его ценность. Все физические свойства находятся в тесном взаимодействии, в положительной или отрицательной корреляции, дополняют и контролируют друг друга, а наряду с химическим анализом многообразно характеризуют лочву. Знание их углубит и знание о почве, а значит расширит и приблизит возможность практического ее использования. II. МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ 1. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ В ПОЛЕ И В ЛАБОРАТОРИИ В ОБРАЗЦАХ С НЕНАРУШЕННОЙ СТРУКТУРОЙ Изучать физические свойства нужно в обстановке, наиболее близкой к природной. В этом смысле наилучшими методами являются те, которые позволяют изучать свойства почвы в естественных условиях ее залегания, непосредственно в поле. Из таких методов изучения намеченных нами физических свойств мы имеем лишь методы определения водопроницаемости Конецкого (8), опытного поля Тимирязевской с.-х. академии (9—10), Фрекмана и Янерта (11), Качинского (12 и 13), Кузьмина (14), Захарова (15—16), сопротивления почвы сдавливанию и расклиниванию (Мейенбурга, Лаврова, Захарова, Качинского), липкости и набухания почвы (Шюблера, Бекетова, Качинского) *. Важнейшее же физическое свойство почвы — скважность — мы определяем пока в так называемых «образцах с ненарушенной структурой», берущихся соответствующими приборами и имеющими об'ем от 25 до 1 000 куб. см. Как видим, это еще не почва, это ее кусочки, ничтожные по размерам и в большей или меньшей степени изуродованные буром. Но лучше изучать эти кусочки, чем бесформенную массу, отсеянную сквозь сито, с которой оперировали ранее. Поэтому мы работаем и рекомендуем работать при изучении удельного веса скелета почвы, ее скважности, влагоемкости и прилипания именно с этими «ненарушенными» образцами. Это еще не истина, но приближение к ней2. 1 Ссылки на работу по сопротивлению почвы, сдавливанию и расклиниванию, а также липкости и набуханию ее см. далее. 2) В литературе известны методы изучения объемного веса почвы и ее скважности, основанные на иных принципах, например на применении составов, фиксирующих почвенный скелет и пустоты, как парафин, нафтаяин, спермацет. Эти методы приведены в работах В. Е. Brown, W. Н. Mac Intire and W. F. Cree ("), С. F. Schaw (I8), Пигулевского и Зеберга (J9) и М. В. Harland and R. S. Smith P>). Другой принцип вопределении удельного веса скелета почвы и ее скважности базируется на измерении об'ема взятой для исследования почвы с помощью жидких или сыпучих тел. При этом методе почвенный образец для исследования берется с помощью бура, ножа или стамезки f ез сохранения его е:тестренной структуры. Важно точно учесть лишь tec этого образца, а об'ем его определяется заполнением вязкой жидкостью или сыпучим телом пустоты, образовавшейся в результате взятия образца. Из исследователей, пользгвав- шчхея этим методом, назовем: O.'W. Israelson (21), Freer Wlliam and Erb E. S. (22), S. H. Beckett (*), Кириченко (»). 8
Чтобы максимально упростить трудно осуществляемую в разъездах с приборами полевую работу и возможно большую ее часть с наименьшим ущербом для точности перенести в лабораторию, цеіесооб разно изучать физические свойства почвы в монолитных образцах. Образцы должны браться специально для этой цели. Хорошо врезанный острым ножом в ящик монолит в центральной своей части может считаться образцом ненарушенной почвы. Монолиты можно брать горизонтальными слоями, забирая в ящик по одному горизонту (в таком случае потребуется много ящиков), или вертикальными слоями, включая в ящик метровую толщу почвы (совокупность нескольких горизонтов). В таких образцах хорошо вести изучение водопод'емной способности, капиллярных влагоемкости и скважности, способности почвы прилипать 'К посторонним предметам и ее «плотности». Громоздкости работы в этом случае не нужно бояться: если мы берем монолиты для музейных цеіей, то можно и нужно брать их и для изучения физических свойств почвы. Ящики, употребляемые для взятия монолитных образцов, должны быть хорошо прокрашены масляной краской. 2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ Удельный вес скелета почвы, скважность и влагоемкость ее Наиболее необходимым прибором в намеченных нами работах является прибор для взятия ненарушенных почвенных образцов. Требования, пред'являемые к прибору: а) он должен обеспечивать максимальную доступную нам точность работы, Ь) должен быть легок, прост в конструкции и употреблении; с) должен быть дешев. Для взятия образцов почвы с ненарушенной структурой в настоящее время сконструировано около двух десятков в большинстве случаев весьма сходных между собою приборов V Наконец нужно назвать еше один уетодический подход при определении удельного яеса скелета почвы и ее скважности, при котором об'ем взвешенного образца устанавливается путем погружения его в мерный сосуд с жилю- стью — маслом, ртутью или д?же водой (пги условии создания на поверхности образца водонепроницаемой оболочки помоттіью ла*а, резинорого клея и т. д.). Этот метод умывается в работах: В. Frosterus and Н. Frauckfelder (2Б\ М. Панкова (2б), НКГТС, ііентр. упр. местн транспорта, вып. № 13 1926 г. (эт) Все перечисленное методы, будучи крайне интересными по замыслу, требуют еще проверки. Кроме того они весьма мешкотны в осуп ествлении и едва ли найдут применение в массовых работах. Осуществление этих методов еще более усложнится, если к ним применить обязательное требование к современным работам по фияике почвы — учет варьирования тайного свойства на исследуемой территории. Кроме того, беря образиы бурами, мы помимо удельного веса скелета почвы и скважности используем их для учета корней растений в определенном об'еме почвы, а иногда и для определения влагоемкости, липкости, набухания, удельного реса твердого субстрата почвы и максимальней ее гигроскопичности, что трудно или невозможно ос)ществитьв вышеназванных методах. В от тельных специфических условиях в смысле цели и обстановки рвбот некоторые ич перечисленных методов могут оказаться незаменимыми. Легче других осущ°ствимым и, как мне кажется, достаточно точным является вариант метоіа, разработанный проф. А М Панковым. 1 Эти приборы описяны в работах: Н. В. Бурмачевского (»), В. Р. Виль- ямса (29) (имеется описание наиболее старого пгибора для взятия обра?нов почвы с ненарушенной структурой—призмы Джонса,) А. А. Измаильского (з°) (есть описание весьма интересного, учитыяая время его сконструирован^*, бура Измаильского), П. Баранова (31) (описание прибора для взятия образцов 9
Наиболее употребительные из них: 1) прибор Геммерзинга-Са- баиина, 2) прибор опытного поля ТСХА іл 3) прибор Бурмачевского. В течение ряда лет означенные приборы сравнивались нами в работе на различных 'почвах. В частности выяснилось, что прибор Бурмачевского в том виде, как его предлагает конструктор, не пригоден для работы на тяжелых и просушенных почвах. Прибор в этих случаях садится в области поперечных щелей, теряя цилиндрическую форму и следовательно постоянный об'ем. Кроме того суженные при работе щели не позволяют пользоваться поперечными подрезными дисками, Я изменил прибор, уничтожив в нем обе крышки (направители), поперечные щели и подрезные диски. В измененном мною виде в первой формации прибор прдставляет собою стальной цилиндр, режущее кольцо которого имеет диаметр 37 мм, остальная часть цилиндра — 38 мм., высота его — 75 мм. Об'ем вынимаемого образца почвы — 80,6 куб. см. Цилиндр погружается в почву с помощью деревянного направителя с цилиндрическим отверстием и соответствующим шомполом (того типа, какой приспособлен к прессу Геммерлинга-Сабанина) (см. В и С на рисунке 1). К нижней части шомпола 'прикреплен винтом металлический кружок. Диаметр шомпола и металлического кружка строго соответствует наружному диаметру цилиндра. Шомпол подогнан к направителю с таким расчетом, что при погружении его в цилиндрическое отверстие направителя вплотную до ручек стальной цилиндр входит в почву на полную глубину. Для выемки цилиндр окапывается стамезкой, и почва с нижней стороны обрезается вровень с краями цилиндра острым ножом, причем в это время цилиндр верхним краем плотно ставится на плоскую верхнюю часть стеклянной пробки. В верхней части цилиндра обрезка не требуется, так как в случае правильного (без прессования) взятия пробы почва после погружения в нее цилиндра оказывается вровень с его краями. Цилиндр в почву нужно погружать быстрым нажатием на шомпол рукою, но не бить по нем молотком (при работе в сырой почве), иначе почва прессуется. Практика показывает, что описанным нами цилиндром из плотных почв можно более строго извлечь ненарушенный образец, чем прибором Бурмачевского, который сильно деформируется в таких случаях в области поперечных щелей. Размер бура, приспособленный для взятия образца в 80 куб. см, выбран мною не случайно. Чем меньше бур, тем легче погружать его поч°ы с ненарушенной структурой), Г. Ф. Нефедова (84), проф. У. Kopezky (8) (описан бур Копецкгто), О. О. Дворжака (32) (дано описание и резу^таты широкого использования бура Копецкого), опытного поля Тимио. (б. Перовской) с.-х. академии <К изучению аэоации почвы (33), Н. А Качинского (05) (дано описание и результаты использования бура Гемерлинга —Себанина), опытн. поля Тимир. (\ Петровской) с.-х. акад. «К изучение структуры почвы» (з6) Н. А. Некасоиа (37) (описание бура опытного поля ТСХА), П. Андрианова (зд), В. А. Жели'овского (з9), Н, А. Качинского (40) ("описание прибора Качинского для взятия образцов почвы с ненарушенной структурой: прибор получен в результате изменения буоа Бурмачрвского). Е В. Powell (Щ (описян бур Ро- well'fl), А. М. Панкова (42-44), С. В. Зонна (4і) (в работах А. Е. Панкова и С. В. Зонна описан шаблон, использованный ими для взятия образцов почвы с ненарушенной структурой), В. ГЪ Попова (46) (описание струга для вырезывания монолитов почвы), A. F. Lebedev (47), Е. Г. Петрова (48). А. В. Лаврова (*9). Подроброе описание наиболее распространенных из этих буров и оценку их можно найти в работе Качинского «О почвенных бурах» (*>°). ю
в почву и извлекать обратно. Однако уменьшение об'ема испытуемого образца заметно ухудшает точность работы. Чтобы иметь право остановиться на том или ином размере, я испытал буры различных об'емов, от 200 до 80 куб. см (200, 150, 120, 100, 80, 50 и 30 куб. см). Оказалось, что однотипные результаты исследования (в пределах названных об'емов) получаются при применении буров не меньших чем 80 куб. еж. Дальнейшее снижение об'ема до 50 куб. см вызывает заметное искажение результатов. Буры в 100 и 80 куб. см различия в результате исследования не дают. Бур в 100 куб. см удобней для последующих подсчетов. Бур в 80 куб. см несколько легче погружается в почву. Сообразуясь с условиями, можно брать тот или другой об'ем. Остальные промеры моего цилиндра, чтобы обеспечить возможность массового производства и распространения приборов в первой формации (см. выше), были подогнаны под диаметр существующих в продаже труб. В настоящее время возможность изготовления желательных приборов расширилась, и потому, сохраняя прежний об'ем, я меняю отдельные промеры прибора. В новой партии приборов диаметр режущего кольца делается в 50,5 мм. Остальная часть цилиндра имеет диаметр 51,5 мм. Высота его — 40 мм. Я увеличиваю диаметр и уменьшаю высоту, чтобы облегчить погружение бура в почву и уменьшить деформацию получаемого образца. В остальном принцип изготовления цилиндра и станка для погружения его в почву, а также пользование прибором остаются прежние. На рис. 1 изображен цилиндр новой формации с направителем. Мой прибор наиболее удобен для определения об'емного веса и общей скважности почвы, но да можно пользоваться и для определения капиллярной и некапиллярной скважности и влагоемкости почвы. В последнем случае нужно иметь значительный запас цилиндров и к каждому из них две металлические крышки (для закрывания цилиндра в поле) и сетку для насыщения цилиндра водой. Прибор Качинского для взятия определенного об'ема почвы. При работе с цилиндром в глубинных горизонтах почвы нужно рыть до соответствующей глубины яму. Для определения об'емного веса и общей скважности достаточно иметь один цилиндр, которым можно брать ежедневно десятки образцов. Каждый образец после взятия его цилиндрам тут же переносится в протарированную стеклянную банку и
с притертой пробкой (250 куб. см). Горло банки должно быть таким, чтобы образец почвы беспрепятственно проходил в него, не касаясь притертости для пробки и не загрязняя ее. Высота банки, we считая горловой части, должна быть не менее 4 см. Слишком большую банку брать не следует, так как это увеличивает ошибки пріи взвешивании и не позволяет пользоваться техно-химическими весами. Образец из прибора в банку выталкивается соответствующим деревянным или, лучше, с металлическим наконечником шомполком. Приставшая к стенкам цилиндра почва осторожно соскабливается ножом, и крошки также переносятся в банку. Эту операцию нужно производить по возможности без потери почвы. На рис. 2 заонят процесс взятия образца. Одновременно на ту же глубину берется пробочником с шомполом или перочинным ножом образец почвы для определения влажіности. После взвешивания в банке почва поступает в дальнейшую- работу для определения максимальной гигроскопичности^ и истинного удельного веса или для отборки корней растений. С помощью указанного прибора определяется об'емный вес и общая скважность почвы. Прибор подкупает простотой своей конструкции, дешевизной (что позволяет иметь про запас несколько приборов), легкостью, что важно в полевой обстановке, и сравнительно высокой точностью в работе. Взятие образца почвы определенного сб'ема в поле. Чтобы иметь право рекомендовать этот прибор для исследований, мы должны бытии сравнить его с приборами наиболее распространенными, каковыми являются приборы Геммерлинга-Сабанина и опытного поля ТСХА. Сравнение производилось многократно на разных, «о во всех случаях на тяжелых почвах. Ввиду однотипности собранного материала я привожу лишь часть результатов сравнения. Все три прибора 12
можно сравнивать на величинах удельного йе?а скелета почвы и общей ее скважности. Капиллярная, некапиллярная скважность и влагоемкость приводятся для попутной сравнительной характеристики приборов Гем- мерминга-Сабанина и опытного поля ТСХА, а также для иллюстрации точности определения этих величин по современной методике. Для сравнения был использован мой прибор старой формации Размеры сравниваемых приборов 1. Прибор Геммерлинга-Сабанина: R=27.9 мм; тг?2=2444,20 мм*\ Л =82,7 мм (среднее из 10 промеров), 7г?2Л = 202,135 см*. 2. Опытного поля ТСХА: R = 17,95 мм\ kR% = 1017,06 мм%\ Л = 10,03 см (среднее из 10 патронов); я?аЛ = 101,20 см* (среднее из 10 патронов). 3. Цилиндр Качинского: R = 18,68 лш; тг#2 = 1095,69 мм*; А = 73,53 мм] тсЯ2Л = 80,558 см*. Определения всеми приборами проведены с десятерным контролем Результаты исследования подвергнуты математической обработке. Обозначения даются общепринятые в вариационной статистике: М—среднее арифметическое, т — срединная ошибка, Р —показатель точности исследования, w%—шанс вероятности. Срединную ошибку находим при контроле <20 по формуле -¦ / у о2 = ± I/ — при контроле > 20— по формуле т — ± Г/ - Точность опыта р =—'—— %• Шанс вероятности (ТР/0) по- Мх — Л/2 м лучаем из отношения г—а 2- и соответствующей таблицы. Обозначение в формулах: Е — заказ суммирования, a — отклонения вариации от Л/, D — отклонения варианта от Му р — численность вариации, п — число вариантов. Все математические характеристики некапиллярной скважности, как и других величин, вычислены непосредственно из вариационного ряда. Находить их для некапиллярной скважности по формуле разницы в применении ее к общей и капиллярной скважности, как это делают П. А Некрасов и И, С. Грабовскин (51), по нашему мнению нельзя. Формула разницы (4/х — Лі2 ± ]//я2і -\- т*2) прило" жима к сравнению аналогичных рядов, не находящихся в коррелятивной связи, которыми не будут ряды общей и капиллярной скважности. Об этом см. работу А. А. Сапегина (52). Коэфициент корреляции (г -f- тг) этих рядов (по указанию П. А. Некрасова и И. С. Грабовского) достигает—< 0,429 ± 0,092. В подобном случае для нахождения т разности нужно применять формулу md = ± \/ т2х -\- т22 ± 2 гт1т2 Однако мы не стали бы рекомендовать для вычисления математических характеристик некапиллярной скважности пользоваться и этой формулой. Лучше вычислить эти характеристики непосредственно 18
Из наблюдений 1927 г. Собанино 3 я 3 X гы, глуби Горизон ео 13 со >. но о -«1 (17-27) 1/IX и а Абс >лютная влажность почвы в °/0 на сухую на ческу М 1 т і 27,70,13 35,0 С Р А В Н Е Н И Е Удельный вес твердого субстрата почвы М 2,60 і т Р (±) (±) 0,0065 0,55.2 60 0,006' I1 1 17,4 0,15!|2,66 23,2 0,53 2,66 0,25 0,25 0,0057.0,23 0,0057 0,23 Р А 3 Л Физические свойства среднеоп^дз Удельный вес ске II р и б о 1 Геммерлин- га-Сабанина АЛ I Ш Р М ! , (±) (±) 1 'і,24 1 27 1,67 1,65 0,01 0,02 0,01 0,02 II Качинского і АЛ ' т l P і(±)!(±) 0,81! 1,23 0,04 3,25 1,57 | | 1,23 0,03 2,44 0,60 1,62 0,01 1,21 1,53 0,01 0,62 0,65 И Ч оленной, лета Р ьі III Опытн. поля ТСХА А,* т Р м; (±)! (±) 1 '1,24 0,010,81 Мх-Мг III I I 'о, 25 0,00 7 0,25 1,200,02 1,671,11 2,50 0,83 1 [! 1,62 0,010,62 1,50 0,01 Р.67 і 13,60 5,36 3,600,00 6,70 2,13 Из наблюдений 1927 г. Собаки но- Гориаэ Глубины (-. СО о*? х rtco с 52* 1 эЯ одзо- гый -27) С і і нты. в см О—і сод О | СО^-( О 1 1—* 5і 5' Р А В і Абсолютная влажность почвы в %"/ на сухую навесу М 27,7 35,0 17,4 23,2 т (±) 0,13 0,55 0,15 і 0,53 Н Е Н И Е РАЗ Л [ И Ч Физические свойства среднеоподзоленной, С к в а ж К П р апиллярная и б о р ы Геммерлинга- Сабанина 1 1 АЛ т і (±) 1 50,89 50,91 33,14 38,99 0,60 0,54 0,63 0,37 Р (±) 1,18 1,06 1,90 0,95 Опытного поля ТСХА 1 49,94 49,77 і 32,27 36,53 0,57 0,71 0,35 0,44 Р (±) 1.14 1,43 1,08 1,20 і 3S + в41 > j 1,14 1,28 1,21 4 ,30 і 1 W>Iq ' 1 74,4 80,2 77,5 100,0 14
О П Ы f N О ё Таблица 1 НЫХ ПРИБОРОВ тяжело-суглинистой почвы. М оголетняя залежь. почвы Общая скважность в % ! 1 1—( 1 20,3 73,0 100,0 100,0 III ~ 11 III-1 П Р I Геммерлин- га-Сабанина м іш !(±) і 1 1| і 0,00 20,3 52,51 U33 98,8,59,5 1 100,0 100,0 51,19 ^,59 || 1 0,00137,18 0,33 іі 1 96,б| 38,10 0,57 Р (±) 0,63 1,15 0,89 1,50 и С II Качинского М і |52,75 52.86 т 1,62 1,23 39.10 0,35 42,56 0,39 Р. (±) о Ill Опытн. поля ТСХА м \т р м і(±)і(±- I і Р V ы Мг-М% mf+mf 1 і 1 X і W°/o >—1 1 3,07! 52,19 0,30 0,57l!of 18 0,71 0t37j!l4,2 іі ! іі 2,33; ; і 53,69 0,65 1,21 т 52,6 ! 29,0 1,262,840,57 79,499,643,0 1 і 1 0,90 39.25 0,42 1,07!|3,80 3,90 0,27] 0,92! 43,46 0,40 0,92 і 6,46 7,771,61 100,0 100,0 о 8 т-1 100,0 21,8 89,4 Табл и ца 2 о Н п ы тяжело н ы т X и о п -суглинистой 0 с е р И почвы. т М ь Б 0 р ноголетняя в О в залежь. % % Некапил лярная Приборы Геммерлинга-1 О іытного Сыбанина і поля ТСХА М т <±) Р <±) М т (±) Р (±) > WL Капиллярная в а/і(°/п от общей Приборы Геммерлинга- С&банина М т (±) Р (±) Опытного поля ТСХА М т (±> Р (±) 5? 1 5 |ГЧ 5 + в > "Ч «L W*IQ 1,61 0.55 34,15!j2,25 0,71 31,56; 0,71 j 52,6 0,28 0,55 196,431 3,92 1,01 25,7' 3,17 99,9 14,05 0,64 0.8S 15,80 6,980,64 9,17 3,22 6,93 0,80 11,55! 6,52 99,9 100,0 96 93 1,06 1,09:96,73 1,35 1,41 0,70! 51,9 99,52 1,07 1,08 92,83 1,79 1,93і 3,20 99,9 89,15 102,62 1,69 2,30 1,90 2,24 82,33 84,18 L46 1,72 1,77 2,04 3,06 6,42 99,8 100,0 15
из ряда, чем осложнять для этой цели вычисления, находя л В том случае, если коэфициент корреляции (г) уже найден, практически удобней воспользоваться этой формулой1. Для таблиц сознательно выбран материал, соответствующий работе приборов на одних и тех же участках при среднем и избыточном увлажнении почвы (см. таблицы 1 и 2). Как явствует из таблицы, все эти приборы в общем довольно правильно отображают изучаемое явление, хотя в отдельные моменты результаты определений по разным приборам то почти одинаковы, то значительно расходятся. Наибольший удельный вес скелета почвы, а & связи с этим наименьшая общая скважность установлены прибором Геммерлинга-Сабанина. Максимальное расхождение в удельном весе достигает 0,15 и в скважности 5,36% (приборы Геммерлинга-Сабанина и опытного поля ТСХА). Мой цилиндр дает величины средние между двумя другими приборами, но более близкие к прибору опытного поля ТСХА. і Капиллярную и некапиллярную скважность и отношение капиллярной скважности к общей мы сравниваем для приборов Геммерлинга- Сабанина и опытного поля ТСХА (см. таблицу 2). Переый прибор дает большие, чем второй, величины капиллярной скважности и, наоборот, значительно меньшие величины скважности некапиллярной. В соответствии с этим капиллярность почвы (процентное отношене капиллярной скважности к общей) во всех случаях также больше при работе прибором Геммерлинга-Сабанина (см. таблицу 3). Влагоемкость (см. таблицу 3) дает более согласованные величины, xothj* здесь в определениях от 11/Х на подзолистом горизонте расхождение в одном случае достигает почти 4 процентов. Точность работы в отношении изучаемых величин за исключением некапиллярной скважности все три прибора показали достаточно высокую. При десятерном контроле в работе показатель точности исследования (Р) колеблется в пределах от нуля до 3 процентов. Это высота точности, которая может быть признана вполне удовлетворительной для полевой работы. ¦ В большинстве случаев более высокую точность работы показывает прибор Геммерлинга-Сабанина. Наш цилиндр и бур опытного поля ТСХА дают приблизительно одинаковую точность. Она несколько выше в приборе опытного поля ТСХА. Точность работы приборов находится в полном соответствии с их величинами. Прибор Геммерлинга-Сабанина вырезает образец вдвое больший, чем бур опытного поля ТСХА, и в 2,5 раза больший, чем 1 Нельзя примени іь формулу разницы, как делают П. А. Некрасов и И. С. Грабовский, и для доказательности допустимости ее при вычислении констант некапиллярной скважности. Разница между двумя сравниваемыми методами: 1) вычисление констант некапиллярной скважности непосредственно из ряда и 2) по формуле разницы в применении ее к общей и капиллярной скважности не мажет быть доказана, так как средние [М) ьекапиллярной скважности в обоих методах должпы быть равны, и следовательно, как бы ни различались ошибки этих средних [т\ отношение , ^-Ц!—*-- всегда бу- утх2 + т23 . дет близко к нулю. Разница между Мх и М2 в сравниваемых П. А. Некрасовым и И. С. Гра- бовским методах может быть сколько-нибудь значительной лишь при грубых округлениях в вычислении. ів
w о а и н и 9 Л if j niHoendoj шл/ое-ю'их'ех-ю Csi—g) вдпнхохви °у xi/oe *o ix/u *o (Ll~L\) 'voslou 2y Ыэуче нив фвэич. двойств почвы 17
наш цилиндр; поэтому естественно, что при одном и том же контроле он спосооен представить изучаемое явление Оолее точно, чем два другие лрииора. ючность раооты этих последних близка между сооою, как оліизок и их оо ем, причем опять-таки оольшии прибор показывает несколько большую точность. Однако, говоря о точности приборов, нужно иметь в виду, что в данном случае речь идет оо однотипности ошиоок, привносимых ими в изучаемое явление. Прибор может отооражать явление в сильно искаженном виде, как это имеет место в случае капиллярной скважности, но если каждый раз искажение оудет одного и того же порядка, то в результате ряда контрольных определений мы можем получить для прииора оольшую точность работы. Это как нельзя лучше выявляется при сравнении трех вышеназванных приборов. Такие величины, как удельный вес скелета почвы, оощая и капиллярная скважность, полная и капиллярная влатоемкость, определены всеми 'приборами с большой точностью, но каждый из приборов их по-своему искажает. Если мы станем сравнивать аналогичные величины, установленные с большой точностью различными приборами, то разница между ними (см. w%) оказывается весьма значительной, а иногда и вполне доказанной (w=100). Абсолютно нереальными получились лишь величины для некапиллярной скважности. Они крайне малы, а в одном случае некапиллярная скважность даже в среднем из 10 контрольных определений представлена отрицательной,. т. е. абсурдной, величиной. F при определениях некапиллярной скважности достигает 196,43% (1). Неточность в определениях некапиллярной скважности проистекает от искусственно преувеличенных размеров скважности капиллярной, метод определения которой вообще должен быть признан неудовлетворительным (50). Искажение величин капиллярной скважности (обычно в сторону преувеличения), доходящее иногда до абсурда, когда капиллярная скважность превышает величину общей, зависит от следующих причин: 1) изучения капиллярной скважности в ничтожных по размерам кусочках почвы при подаче воды с глубины 5—10—15 см, что в природных условиях является лишь одним из многих вариантов преимущественного насыщения почвы водою; 2) спрессования почвы при взятии ее буром; 3) отсутствия учета воды, застревающей в пристенном и придонном капиллярах, образующихся между почвой и стаканом с сеткой; 4) отсутствия учета набухания почвы, в силу чего капиллярная (вода размещается в большом об'?ме, чем тот, из расчета на который вычисляется скважность почвы. В отдельных приборах каждое из отмеченных явлений выражено по-своему, и потому степень искажения величины капиллярной скважности в них будет также различной. ' ¦ Три первые причины способствуют искажению и величины капиллярной влагоемкости, определяемой в стаканах или в «патронах»1. Особенно заметное преувеличение капиллярной скважности в данном случае отмечено для прибора Геммерлимга-Сабамна. На совещании почвоведов при Зернотресте в марте 1929 года 1 На дефективность принятого ныне метода определения капиллярной, а в свизи с ней и неканилляраой, скважности указываві и один из соавторов книги, и. А. Некрасов (51). 18
М. С. Кузьмин предложил метод, по его мнению дающий возможность правильно определять капиллярную скважность почвы (см. протокол физической комиссии). Усовершенствование метода опытного поля ТСХА состоит ів том, что почву М. С. Кузьм™ насыщает не водою, а инертной жидкостью — керосином, не вызывающим набухания почвы, ііри вычислении скважности нужно только принимать во внимание удельный вес керосина — 0,825. По моему мнению это предлежевие імало удобно и даст еще более искаженные величины, чем те, какие мы получаем по старой методике. Причины этого: 1) керосин не смешивается с водою и следовательно во влажной почве будет давать эмульсию; если почву перед насыщением сушить, то скважность ее в процессе сушки изменится и будет не той, какой она была в поле; 2) керосин имеет более крупные молекулы, чем вода, и потому в меньшей мере, чем ©ода, будет смачивать внутреннюю поверхность почвы; 3) вода и керосин имеют различную вязкость, различные капиллярные постоянные. Характер смачивания ими твердых тел и в связи с этим поднятие <их по капиллярам будут различны (53). Так например в стеклянной трубке с диаметром в 2,4 мм при температуре 15,9° С вода поднимается до высоты в 11 мм, а керосин всего лишь до 5 мм. В почве течет не керосин, а вода, и при изучении водных ее свойств едва ли можно подменять воду керосином. Капиллярность почвы, вычисленная на основе соотношения капиллярной и полной влагоемкости, несколько больше, чем та, которая вычислена по величинам скважностей. Это нормально, так как при состоянии полной влагоемкости вода заполняет не все скважины почвы, и потому полная влагоемкость ближе к капиллярной, чем общая скважность к капиллярной скважности. Сравниваемые приборы различны по конструкции и размерам, поэтому нужно было ожидать различий и в результатах исследования. Однако характер различий требует некоторых дополнительных раз- яснений. Наибольший удельный вес скелета почвы получен с помощью прибора Геммерлинга-Сабанина, а в связи с этим выявились различия и в величинах скважностей. В данном исследовании, в среднем из всех определений, превышение в удельном весе достигает по сравнению с моим цилнидром 0,6 и по сравнению с прибором опытного поля ТСХА — 0,07. Тенденция к повышению удельного веса скелета почвы, полученного с помощью прибора Геммерлинга-Сабанина, сохраняется и при работе на других почвах, но расхождения по сравнению с другими приборами сильно снижаются. Так на западнопредкавказском выщелочном черноземе в среднем из двухсот определений прибором Геммерлинга-Сабанина нашим сотрудником Д. Д. Осинным получен удельный вес скелета почвы 1,35, моим цилиндром —1,34. На серых лесных землях (Старожиловское опытное поле) в среднем из 120 определений (работа нашей сотрудницы 3. П. Коробовой) имеем удельный вес по Геммерлингу-Сабанину — 1,45, моим цилиндром —1,43. Расхождения ничтожны, но того же порядка, как и в вышеприведенных таблицах. Подобное расхождение моего цилиндра и прибора Геммерлинга-Сабанина можно было бы об'яснить различием их высот, в связи с чем в прибор Геммерлинга-Сабанина попадают более глубокие (более плотные) слои почвы. Однако это соображение сразу а 19
же отпадает, если мы станем сравнивать приборы Геммерлинга-Саба- нина и опытного поля ТСХА, так как второй прибор выше первого, а расхождение в удельном весе скелета разных почв, определенных с помощью их, остается то же. Напрашивается об'яснение: повышение удельного веса за счет спрессования почвы. Но тогда наличие прессования нужно искать в образцах, взятых буром опытного поля ТСХА и моим цилиндром, так как в результате долголетней работы мы должны об'ективно отметить, что меньше всех других приборов прессует почву прибор Геммерлинга-Сабанина, что нужно об'яснять большим его диаметром и погружением в почву с помощью винтового пресса. При сравнении приборов мы строго следили, чтобы в анализ не шли спрессованные образцы; однако пристенного спрессования почвы, как это явствует из вышеназванной работы Пигулевского и Зеберг, при взятии образцов бурами избежать нельзя. Оно должно было иметь место и в наших образцах и в первую очередь в приборах с меньшим і^иаметром, т. е. в моем цилиндре и в буре опытного поля ТСХА. Мне возразят, что спрессование почвы должно быть там, где отмечен большой ее удельный вес. Однако это не верно. Всякий прибор мы погружаем в почву на присвоенную ему глубину, пока верхний край прибора будет вровень с почвой. Если почва не прессуется, она заполнит прибор на всю его высоту. При наличии прессования почва попадает в прибор в меньшем количестве, так как закупоренный ею прибор будет проталкивать почву перед собою вниз. Попавшая в этом случае в прибор почва будет плотнее нормального, но когда мы разочтем ее удельный вес на основе теоретического об'ема образца, исходя из размеров прибора (а поступать нужно именно так), то мы в случае спрессования получим не больший, а меньший удельный вес скелета почвы. Таким образом я склонен об'яснять различие в удельных весах скелета почвы слабо учитываемой внешней деформацией почвенных образцов, которая чаще всего и в большей мере наблюдается в приборах с меньшим диаметром. На основе этого толкования легко об'- яснимы и различия в скважности: общая и некапиллярная скважность должна быть меньше, а капиллярность больше при работе тем прибором, который берет образец почвы в строгом соответствии со своим об'емом \ Наблюдаемое нами незначительное прессование почвы меньше должно сказаться на величинах влагоемкости, так как в данном случае мы вычисляем воду в процентах от фактического количества попавшей в прибор почвы. Это соображение подтверждается полученными величинами влагоемкости, которые для обоих приборов (за исключением определения полной влагоемкости А2 от 11/XI) довольно близки. Итак при сравнении приборов мы приходим к следующим выводам. 1 Опять нужно строго отличать скважность в фактическом объеме спрессованной п )чвы, попавшей в бур (в связи с прессованием она понизится), от скважности, рассчитанной на теоретический об'ем берущегося образца. При наличии даже сильного спрессования почвы мы в этом (втором) случае (при расчете на теоретический об'ем) получим не уменьшение, а увеличение скважности, так как в прибор при прессовании почвы попадает меньшее ее количество. 20
1. Все три прибора, как и вообще приборы этого типа, дают возможность учитывать свойства почвы лишь в более или менее искаженном виде, причем искажение при (работе различными приборами различно. 2. Наиболее близко к истине учитываются удельный вес скелета почвы, общая ее скважность и влагоемкость. 3. Капиллярная скважность получается резко, иногда до абсурда, преувеличенной, а некапиллярная — преуменьшенной, причем в различ- ных приборах эти погрешности различны. Особенно неточно учитывается некапиллярная скважность. Учтенная для одной и той же почвы различными приборами, она изменяется иногда в шесть и более раз 4. Несколько большая точность работы при одном и том же контроле (за исключением некапиллярной скважности) наблюдается при употреблении прибора Гемімерлинга-Сабанина. Мой цилиндр и бур опытного поля ТСХА показывают приблизительно одну и ту же точность. 5. Для определения удельного веса скелета почвы и общей ее скважности можно в зависимости от условий пользоваться любым из описанных приборов. 6. Нельзя сравнивать между собою данные, полученные с помощью различных приборов, так как особенности каждого из них обусловливают в результатах работы весьма значительные, иногда вполне доказанные разницы. 7. Пользование в нашем Союзе едва ли не пятнадцатью различными приборами обусловливает получение материалов, непригодных для взаимного сравнения и общих сводок. В целях получения сравнимых* результатов исследований нужно признать необходимым выделение одного из приборов для взятия образцов почвы с ненарушенной структурой для обязательного употребления в исследованиях на тех почвенных типах, где это возможно. 8. Для изучения физических свойств почвы при территориальных почвенных обследованиях я рекомендую употреблять реконструированный мною прибор Бурмачевского (цилиндр Качиніского), как наиболее простой по конструкции, дешевый, легкий и обусловливающий сравнительно высокую точность в работе. При стационарных, а в последнее время и при территориальных почвенных обследованиях определения удельного веса скелета почвы и общей ее скважности приобретают массовый характер. В этом случае для удобства обработки материала и его систематизации все записи нужно вести в строгом порядке и по определенной форме. Ниже, в таблице 4, я привожу образчик записей для вычисления удельного веса скелета почвы и общей ее скважности. Удельный вес твердого субстрата почвы Для определения скважности и отчасти для суждения о составе почвы необходимо знание удельного веса твердого субстрата почвы. Определение этой величины мы проводим по измененному нами методу Mischerlich'a (54 и 55) без применения кипячения. Воздух из почвы и воды удаляем путем помещения пикнометров в разряженное пространство. В отличие от указаний Mitscherlich'a мы берем для определения навеску не в 30—40, а в 10 г. Почва заливается водой в пикнометре 21
Иа наблюдений 1929 года Старожилово-опытное. Люцернище. Таблица 4 Схема вычисления общей скважности почвы Почва Горизонт Глубина в см а № сушильных стаканчиков b Вес сушильных стаканчиков с Вес сушильных стаканчиков + сырая почва .... d Вес сушильных стаканчиков с почвой после 1-й сушки е Вес сушильных стаканчиков с почвой после 2-й сушки f Воды в пробе % Вес абсолютно-сухой почвы h Влажность в %% к абсолютно-сухой навеске . . і Ms банок для образцов почвы из прибора . . . к Вес банок 1 Вес банок -)- сырая почва m Вес сырой почвы . . . . ¦ • п Вес абсолютно сухой почвы а Об'ем почвы р Удельный вес скелета почвы г Удельный вес твердого субстрата почвы .... s Общая скважность почвы в % к ее об'ему . . • t Примечание с —е і-Ь f. 100 g 1-k m . 100 (ЮО + h) n Q (r—P) 100 Серая глинистая лесная земля. Ао (пахотный) (2-10) 251 11,24 18,38 17,04 17,03 1,35 5,79 23,3 1 250,9 370,0 119,1 96,6 79,199 1,22 2,58 52,7 22
И в тиком виде оставляется на 12 чдсое (на ночь) яла вытеснения водою воздуха. Только после этого пикнометры помещаются в эксикатор Смазмвания пгуитертостей ттиюнометта вазелином не производится. так как практически оно скорей вредно, чем йолезно. Я остановлюсь несколько на попготовке обгазііо© к анализу с целью определения удельного веса твердого субстрата почвы Обычно рекомендуется удалять из анализируемой пробы гальку, оЬтдитейны, журавчики копни и т д и анализировать лишь остаточную часть (16 и А). Подобная подготовка почвы уместна в некотором смысле при химическом ее анализе В том же случае, когда имеется в виду определение физических свойств, особенно скважности почвы в ненарушенном ее состоянии, эти операции не находят логического оправдания и явно искажают изучаемую величину. В самом деле* вечь пои определении скважности почвы на основе удельного веса ее скелета и твердого субстрата мы руководствуемся известным в физике положением, что для данного количеств* тела произведение об'ема на плотность есть величина постоянная (53). В нашем случае получается равенство двух произведений: (удельный вес твердого субстрата почвы) ^ (об'ем твердого субстрата почвы) = (удельный вес скелета почвы) X (об'ем скелета почвы). Далее мы пишем пропорцию* (Удельный вес т^еп^ого субстрата (Об'ем скелета почвы) (Удельный вес скелета почвы) (Об'ем твердого субстрата почвы) Зная три первых величины, находим четвертую, а потом скважность 4ЮЧВЫ. Будет да справедливо наттисанное равенство, а значит и пропорция, если Mfcf дая определения удельного веса твердого субстрата почвы будем брать пробу без кооней, ортштейнов и т д ^ Очевидно — мет. В этом случае мы ошибочно увязываем в равенстве и пропорции два различных поінятйя х> шчзе и *ра различных вещества В понятии удельного веса твердого субстрата } почвы {истинный удельный лзес почвы) фигурирует почва без корней и прочего, в то время как удельный вес скелета почвы (об'емный вес) в образцах с ненарушенной струкг турой определяется при наличии всех выбрасываемых в первом случае включений, или, вернее, частей почвы Чтобы равенство осталось справедливым, нужюо из ненарушенного образца почвы удалить те же части; однако это будет нелепостью Очевидно один правильный выход* при определении удельного веса твердого субстрата почвы нужно анализировать образец целиком со всеми закономерно встречающимися в Нем частями, включая корни и прочее Для правильного взятия средней игаробы эти чаісти должны быть измельчены, корми, корневища и прочие оотатяические остатки мелко пострижены ч смешаны с остальной точвой. Определить удельный -вес при наличии органических частей за-~ труднительно, так как они всплывают в пикнометре, являются скопищем трудно удалимого воздуха и препятствуют плотному закрыванию пикнометра (пробкой В результате контрольные определения получаются менее точными Но лучше увеличить контроль в определениях, чем итти в дальнейшем на заведомо неверные расчеты, ?з
Различие в удельном вес« твердого субстрата почвы в образцах с корнями и без них достигает в почвах, богатых корнями, весьма заметных результатов, что можно видеть из следующего примера: Удельный вес твердого субстрата серой лесной земли (Старожи- тово-опытное) люцернище: Ао (2 — 11) см — при отборке корней 2 64 \ Средние величины из трех конт То же без отборки корней 2.61 / рольных определений Удельный вес т вердого субстрата среднеподзоденной, тяжело- суглинистой почвы (Собакшо-опытное); залежь многолеі няя: Ао (0—6) см — при отборке корней 2.63 \ Средние величины из трех кент- То же без отборки корней 2 53 / рольных определений Принимая во внимание, что удельный вес твердого субстрата почвы колеблется в весьма узких пределах, полученную нами разницу в 0,10 нужно считать весьма заметной. (Об этом см. работы: G. Schiibler (56), С. Frommer (fi7), W. Schumacher (58)t A. Ritter, V. Liebenberg (»), C. Lang («¦), E. WoIIny (ei), A. Mitscherlich («), а такие результаты ваших анализов в конце настоящей книги). Ниже дается последовательное описание принятого нами пикномет- рического метода определения удельного веса твердого субстрата почвы. Предметы, необходимые для определения: 1. Пикнометры емкостью около 100 куб см с пришлифованными пробками. 2. Стеклянные сушильные стаканчики («сушилочки») с притертыми крышками. 3. Эксикаторы с тубусами для разряжения. 4. Эксикаторы с зерненым хлористым кальцием 5. Фарфоровый большой массивный кристаллизатор для установки и переноса пикнометров. 6. Двухлитровая колба для кипячения воды. 7. Склянки с притертыми пробками для кипяченой воды емкостью в 2 литра, 1 литр и 500 куб. еж. 8. Склянки с притертыми пробками для хромпика, спирта и эфира емостью в 500 куб. см. 9. Капельники для кипяченой воды, спирта и эфира. 10. Фарфоровая ступка (поперечник около 15 еж) и пестик с каучуковым наконечником. 11. Миллиметровое сито с круглыми отверстиями. 12. Стеклянная пластинка из толстого стекла размером 30X40 кв. см для отборки корней растений, сора и случайных включений в почву. При работе под пластинку нужно подкладывать белый лист бумаги. 13. Пинцеты. 14. Стеклянная палочка или заплавленная трубочка диаметров около 2—3 мм и длиною 5—6 см. 15. Полотенце. 16. Сушильный шкаф. 24
17. Весы с разновесом, позволяющие вмесить е точнмлм до 0,001 л 18. Роговая и металлическая ложечки, 19. Ножницы. 20. Деревянная стойка с гнездами для просушивания пикнометров. 21. Груша для продувания (просушивания) пикнометров. Производство анализа. Почва доводится в лаборатории до воздушно-сухого состояния. По общераспространенному методу (см. работы Гедройца (63), Захарова (15) и Домрачевой (4)) берется средняя ее проба в количестве около 150—200 г. Из пробы удаляется могущий попасть в нее сор и все незакономерно встречающиеся в ней включения, как например крупные камни, а также отбираются и тщательно охраняются крупные корни и органические остатки. Ортштейны, журавчики и прочие закономерно встречающиеся части почвы оставляются в ней. Проба растирается в ступке при слабом усилии пестиком (примерно весом пестика) и отсеивается сквозь сито в 1 мм. Эта манипуляция проделывается столько раз (по частям пробы), пока вся почва не пройдет свозь сито. Для некоторых почв случается, что после отсева мелкозема на сите остается большое количество мелкой, но крупнее одного миллиметра гальки. Галъку эту нужно растолочь в мета ыической ступке и хорошо смешать с остальным мелкоземом. Отобранные корни и органические остатки стригутся ножницами на мелкие (2-3 мм) кусочки и также смешиваются с отсеянным мелкоземом. Образец готов для анализа. Его помещают в банку с притертою пробкой и снабжают соответствующей этикеткой. Наиболее удобным для работы я считаю пикнометр, имеющий форму, изображенную на рис. 3. Его массивная пробка с внутренним капилляром делает работу простой и легкой в смысле наполнения пикнометра водой. Пикнометр, рекомендуемый Mitscher- Iich'oM, в этом отношении значительно менее удобен в виду мешкотности его наполнения и хрупкости его пробок. Пикнометр моется хромпиком и дестиллированной водой, просушивается и номеруется. Иногда бывает трудно просушить пикнометр. В таком случае целесообразно ополоснуть его этитовым спиртом и эфиром и затем просушить с помощью каучуковой груши, продувая воздух внутрь пикнометра. Сухой пикнометр вместе с пробкою взвешивается. Тара записывается. В 2-литровой колбе в течение 2 часов кипятится дестиллированная вода. Будучи горячей, она переливается в прогретые склянки (доверху) м плотно закрывается пробками Сохранять воду удобней в больших 100 г ст. Пикнометр 25
(2-литровых) склянках, а пользоваться в работе лучше склянками малыми (500 куб. см.) Той же прокипяченной водой 'наполняется несколько капельников. Следующая операция — определение об'ема пикнометра, который нужно выверить или установить заново, не доверяя фабричной метке. При этой, как и при последующих операциях, нужно возможно меньше прикасаться к пикнометру руками. В тех случаях, когда это неизбежно, пикнометр заворачивают в полотенце и берут его двумя-тремя пальцами за «горло». Мы обычно ставим пикнометры в кристаллизатор и, не дотрагиваясь к ним рукой, наливаем их водою. Температура воды должна быть комнатной; она отмечается в момент работы. В налитый доверху пикнометр вставляется <и слегка притирается пробка так, чтобы в пикнометре и в притертости не оставалось пузырьков воздуха. В случае если вода вытекла через капилляр, пикнометр тщательно вытирается полотенцем. Наполненные водою пикнометры устанавливаются в чистый, сухой кристаллизатор и переносятся к весам, где остаются на тридцать минут для того, чтобы они приняли температуру весовой комнаты. Это необходимо, так как в противном случае при взвешивании около пикнометра могут образовываться конвекционные токи воздуха, которые будут мешать точности взвешивания (64). Наполнение пикнометров нужно производить в комнате, температура которой не ниже температуры весовой комнаты, иначе при отстаивании пикнометров у весов из капилляров выступит вода, и будет наблюдаться потеря в весе за счет утечки и последующего испарения воды. Если температура весовой комнаты, ниже температуры комнаты рабочей, вода в капиллярах снизится. Это нормально и на результаты исследования не повлияет. Через 30—40 минут гаисншъетр с водой взвешивается (с точностью до 0,001 г). Путем вычитания веса пикнометра находится вес поместившейся в нем воды. Деля этот вес на плотность воды при температуре, при которой производилось наполнение пикнометра, получим об'ем воды, или, что то же, об'ем пикнометра (с точностью до 0,001 куб. см). Для надежности последующих результатов об'ем нужно определять дважды или даже трижды и для вычислений взять среднее из всех определений. Пикнометры опоражниваются и сушатся, после чего в них берется навеска почвы. Образец, заготовленный в стеклянной банке, хорошо встряхивается.для перемешивания, снова рассыпается нетолстым слоем по стеклу, делится на квадраты со стороной в 2 см и роговой или металлической ложечкой небольшими порциями переносится в пикнометры и одновременна в сушильные стаканчики для определения влажности, которая в данном случае вычисляется на воздушно-сухую навеску. Удельный вес мы определяем с тройным, а влажность почвы, необходи- ную к нему, с двойным контролем. В каждый пикнометр и в суішлочку набирается навеска в 8—10 г. Большие навески в 30—50 г, предлагаемые Mitscherlich'oM, совершенно себя не оправдывают. Они крайне затрудняют удаление воздуха из почв и потому могут вызывать грубые ошибки в определениях. Пикнометр с почвой взвешивается, Находится вес воздушно-сухой, 26
а затем (на основе определенной влажности почвы) вес абоолютно-сухой почвы, отвешенной в пикнометре. Затем почву в пикнометре заливают дестиллированной водой с таким расчетом, чтобы после смачивания всей почвы вода стояла над нею на 2—3 мм, хорошо взбалтывают почву с водой и открытые пикнометры оставляют стоять на столе (лучше в кристаллизаторе) на 10—12 часов (на ночь). Mitscherlich рекомендует залитую водою почву сразу ставить на xfa часа в пустой эксикатор, но практика показывает, что таким путем выгнать воздух из воды и почвы не удается. Через 10—12 часов пикнометры ставятся в пустой эксикатор. Из эксикатора выкачивается воздух до внутреннего давления в 160 мм, и пикнометры оставляются стоять в нем в течение часа. За это время воздух из воды и почвы почти весь удаляется. Вынутые пикнометры доливаются доверху прокипяченной дестиллированной водой. Постукивая по ним карандашом или пальцем, удается изгнать из почвы еще некоторое количество пузырьков воздуха. Часть пузырьков воздуха застревает обычно ів шейке пикнометра среди всплывших органических остатков. Эти пузырьки легко удаляются прибавлением ік воде (из капельника) 1—3 капель эфира. Теперь на поверхности воды остаются лишь корни и органические остатки, которые мешают нормальному закрыванию пикнометра пробкой. Эти остатки путем быстрого помешивания воды стеклянной палочкой (или просто спичкой) нужно «ввинтить» внутрь пикнометра, после чего он легко и правильно закрывается пробкой *. Просушенные сверху полотенцем пикнометры снова переносятся в весовую комнату и через полчаса взвешиваются. Получаем вес пикнометра + тточва + вода. Вычитая из этого веса вес ттиікнометра с почвой, мы получим вес воды, а потом (деля на плотность воды при заданной температуре) и об'ем долитой воды. Зная об'ем пикнометра и об'ем долитой воды, находим об'ем взятой для исследования почвы. Наконец, зная об'ем почвы и вес этой почвы, находим удельный ее вес, то, что называют обычно «истинным удельным весом почвы» и что правильнее называть удельным весом твердого субстрата почвы. Ниже, в таблице 5, приводятся форма заіписей при определении удельного веса твердого субстрата почвы и порядок его вычисления. Максимальная гигроскопичность почвы Согласно теории Родевальда (65—66) увлажнение почвы будет соответствовать ее максимальной гигроскопичности в том случае, когда почвенные частички облекаются пленкой воды, состоящей из одного сплошного слоя молекул2. Такую влажность дачва приобретает, будучи помещена в пространство, насыщенное или почти насыщенное парами воды. Максимальную гигроскопичность мы определяем по методу Mit- scherlich'a, насыщая почву парами воды над 10% H2S4 (54—55). Изменения в методе, предлагаемые мною, сводятся к иному способу взя- 1 Этот удачный прием предложила наша сотрудница Т. Г. Суворова. J Более поздними работами (см. P.Ehenberg (131), G-Backer (132), Е. Hat- schek (133) установлено, что максимальная гигроскопичность соответструет 5—10 слоям молекул воды, облекающих почвенные частички. 27
Порядок записей при определении и вычислении удельного веса твердого субстрата почвы Таблица 5 Пункт Угодье Почва. Горизонт . . Глубина в см а № сушильных стаканчиков . • Ь Вес сушильных стаканчиков с Вес" сушильных стаканчиков с воздушно- сухой почвой d Вес воздушно-сухой почвы е Вессушильн.стаканчик.с почвой после 1 сушки f Вессушильн.стаканчик. с почвой после 2 сушки 5 Вессушильн.стаканчик.спочвой послеЗсушк* h Воды в пробе і Влажность почвы в % на воздушно-сухую навеску к Влажность почвы в % на воздушно-сухую навеску (в среднем) 1 № пикнометров, m Вес воздушно-сухих пикнометров п Вес пикнометров с воздушно-сухой почвой q Вес воздушн>сухой почвы в пикнометре . р Вес абсолютно-сухой почвы в пикнометре г Вес пикнометра с абсолютно-сухой почвой s Вес пикнометра + почва -f- вода t Вес долитой воды при t 14° С и Плотность вэды при t 14° С v Об'ем долитой воды w Об'ем пикнометра . . . . . г Об'ем почвы Удельный вес субстрата почвы В среднем, . . ¦ с-Ь с —f h . 100 n — m (100—I) 100 m + p s — r u w— v t Сторожилово- опытное. Люцернище Серая глинистая лесная земля. Ао 0-8 97 16,П 24,56 8,39 24,23 24,33 0,23 2,74 56 49,20 57,11 7,91 7,69 56,89 155,19 98,30 0,999273 98,372 101,352 2,980 2,58 2,74 59 47,55 54,57 7,02 6,83 54,38 152,05 97,67 97,741 100,384 2,643 2,58 2,58 98 16,42 24,84 8,42 24,62 24,61 0,23 2,73 60 41,99 50,20 8,21 7,99 49,98 147,33 97,35 97,421 100,528 3,107 2,57 гь
тия образцов для анализа— к использованию значительно меньших по размерам, чем у Mitscherlich'a, стаканчиков и малых навесок. Эти изменения, гарантируя точность работы, позволяют вести ее в обыкновенных сушильных стаканчиках, загружая их в эксикатор по нескольку десятков сразу. Наши доводы к изменению методики Mitscherlich'a сводятся к следующему. Точность работы при определении максимальной гигроскопичности настолько высока, что можно оперировать с меньшими навесками, беря вместо предлагаемых MitscherlichoM 30— 50 г около 5—10 г почвы. Большая навеска гарантирует лучшее взятие средней пробы и следовательно преуменьшает шанс ошибки, но мы этого достигаем путем контрольных определений, без чего все равно нельзя работать, если мы стремимся к получению точных величин. Почву для исследования в данном случае, как и при других лабораторных работах, нужно брать из нескольких аналогичных мест в разрезе (из 10—15), хорошо перемешивать ее в лаборатории и потом, взяв среднюю пробу, вести определения с таким контролем, который гарантирует нужную точность в работе. Для определения максимальной гигроскопичности и удельного веса твердого субстрата почвы при взятии средней пробы по указанному нами способу вполне достаточно трех контрольных определений. Mitscherhch рекомендует вести определения в плоских стеклянных чашках с диаметром в 8 см. Не говоря о том, что эти чашки нельзя у нас достать, мы должны отметить, что они занимают большую площадь в эксикаторе, вследствие чего при массовых определениях, с которыми мы имеем дело, нам пришлось бы употреблять одновременно десятки эксикаторов или растягивать работу на годы, Применив малые навески, мы тем самым разрешаем вопрос и о чашках, употребляя вместо них обыкновенные сушильные стаканчики. Не нужно смущаться, если в стаканчиках почва будет распределена не столь тонким слоем, как в чашках Mitscherlich'a, ибо это не имеет ровно никакого значения при определении максимальной гигроскопичности кроме незначительного удлинения времени насыщения. Я проводил определения в цельных и разрушенных структурных отдель- ностях, в цельных и размолотых оргшейновых зернах, и во всех случаях разрушенный и цельный образец при насыщении тонким и толстым слоем давал одну и ту же максимальную гигроскопичность (35). Чтобы иметь возможность рекомендовать определения в малых сушильных стаканчиках с небольшими навесками, мы провели определение максимальной гигроскопичности различных почв и различных горизонтов, употребляя различные сушилки и навески. Часть результатов исследования сведена в таблице 6. Как явствует из таблицы, различие в величинах максимальной гигроскопичности почвы, найденной при употреблении различных по диаметру сушильных стаканчиков, а также больших и малых навесок крайне не велико и лежит в пределах точности нашей работы. Различие это ни в одном случае не доказано. Шанс вероятности на разницу (w %) весьма низок. Применение малых сушилок и малых навесок при определении максимальной гигроскопичности почвы сильно упрощает работу (в смысле оборудования) и значительно ускоряет ее во времени, так как в эксикатор можно помещать для насыщения одновременно несколько десятков малых стаканчиков 2d
ft at й H 10 X о * x* О X X * y 2 r Я с а, is 928 r. i—i H 5 а CD r=n eg ¦5* О щ X « SK x 2 n x *Й Ш* Sx 5 Я 2 x Ц s опреде таканч «w 2 к "5 ss ьс x s ?3 Ш >, ID u a w m л H и s к s о 4 H a» О X H 2 a о i о X cd се so X О ч ^ О л СО 0Q ч »¦ о о с в о <v X ч QJ о. о Я- я* я ч Ь ь- U >» S О. X ж 4 Л о " оэ 3 га « ж м в о а и * о. О-в 5 з га v га СО X я *- О О X р* X с о о и U CQ га X 2 >> р. о U I ?§ з| Ч га Я х о а га О ев ZZW + е%Д К іе X х л га н 0J X ч X а х^М w СГ> О "ПИ со сз Ш га X *¦ М 5 +1 со ю о* со сч г* ю CD О Оооо га °«ЧГ СО « я II И S 0. +1 е +і wo а и н и д A if j ніноеисіол эпннэаьоц «3 ю П га и о X X к о о о. <-* К ° н К О га 5 X ч л а X О W я см см 00 см о >ш + гхш Д Vf —c/f S йй X X га ас га J- и а; 3 X X ч X В >> U CJ X и 01 >> ч* ^^ оо со ю IIII •ад со аі і га ^ авес «- +і В +| со X ^ ^СО «^^ I °<no ca ДТ3 43 га X * М В +1 wо а п н и д A if j niHoendoj эпннэаьоц м" СО о ю о о со со «г 1с" со «г (оі —а>вин -I0XBU—V ю "«З* о о о 00 о" с- 00 00 и .нчігвиа -сяігіги —ZQ О (ТО ю со г. о со о О) со о ю со г. ев Г8-0) V іяг-і») V 30
Отрицательной стороной этого метода й&ляется более длитеЛьнбі, чем у Mitscheriich'a, соприкосновение почвы с наружным воздухом при выемке «сушилок» из эксикатора, где они насыщались. На 15— 20 сушилок, которые мы загружаем в эксикатор, и времени требуется соответственно больше, чем на одну чашечку, употребляемую Mit- scheriich'OM. Однако при быстрой и аккуратной работе погрешность от указанного явления получается весьма малая, порядка одной-двух сотых процента, и далеко не каждый раз, поэтому мы ею пренебрегаем. Определение нужно вести с воздушно-сухой почвой. Ни в коем случае нельзя пользоваться почвой, уже просушенной в термостате, так как максимальная гигроскопичность такой почвы резко снижена. Оборудование, необходимое для производства анализа 1. Стеклянные сушильные стаканчики с хорошо притертыми крышками диаметром не меньше 28—29 мм. 2. Эксикаторы с тубусами для откачивания воздуха. 3. Эксикаторы простые с хлористым кальцием для охлаждения «сушилок» с почвой перед взвешиванием. 4. Мерные цилиндры в 1 000, 500 и 100 куб см для составления и отмеривания десятипроцентной H2S04. 5. Пипетки на 50, 25, 10 и 1 куб. см. 6. БутыліГ с притертой пробкой для хранения H2S04. 7. Фарфоровая ступка с диаметром около 15 см и пестик с каучуковым наконечником. 8. Кристаллизатор фарфоровый массивный для переноса «сушилок» с почвой и для хранения крышек от стаканчиков во время насыщения почвы парами в эксикаторах, 9. Стеклянная пластинка из толстого стекла размером 30 X 40 кв. см для взятия средней пробы почвы. 10. Миллиметровое сито с круглыми отверстиями. 11. Склянки Тищенко для промывания воздуха. 12. Пинцеты. 13. Роговая и металлическая ложечки. 14. Вакуумметр или манометр. 15. Лупа. 16. Мазь для смазывания притертостей эксикаторов1. 17. Сушильный шкаф. 18. Весы, дающие возможность взвешивать до 0,01 и 0,001 г. 19. Насос для разрежения. Ход анализа. Несколько образцов, взятых из аналогичных мест почвенного разреза (чтобы лучше отображать свойство данного го- і Наин испытана и показала прекрасные результаты резиновая мазь Родевальда. Она составляется по следующему рецепту: 80 частей говяжьего жира, 35 частей старых красных резиновых труоок и 15 частей растительного (например подсолнечаого) масла варятся вместе под вытяжкой так долго, пока жидкосіь перестанет пениться. Горичая жидкость процеживается через тонкое матерчатое сито (можно просто через материю). Остывшая и загустевшая жидкость употребляется на смазывание. Если мазь получится слиш ^ом густой, ее снова подогревают и прибавляют рас іительного масла до получения нужной консистенции (рецепт заимствован у Mitscheriich'a I55). 31
ризонта), хорошо перемешиваются в большой фарфоровой или глил няной (политой) чашке, и затем из них по общераспространенному методу берется средняя проба величиной около 200 г. Почва, помещенная в чистую коробку или на лист бумаги, доводится в лаборатории до воздушно-сухого состояния. Дальнейшая подготовка почвы к анализу и взятие для анализа проб ведутся так же, как и при определении удельного веса твердого субстрата почвы, с тем однако существенным отличием, что частицы почвы крупнее одного миллиметра в ступке не растираются, а цельными перемешиваются с мелкоземом почвы. Кроме того из образца удаляются и не идут в анализ все живые корни (корни живых в момент взятия образца растений). Эти корни после некоторого навыка легко отличить от мертвых по их светлому виду и особенно по свежему, характерному излому. Удаление живых корней в данном случае необходимо. Они в период роста растения не являлись слагающей почвы, определяющей ее максимальную гигроскопичность, столь важную для произрастания растения. Они сами были потребителями воды, а предел ее доступности для растения зависел от максимальной гигроскопичности всех остальных частей почвы, кроме этих живых корней. Для анализа берется навеска почвы около 8—10 г. Анализ осуществляется с тройным контролем. Стаканчики с воздушно-сухой почвой взвешиваются при наличии глинистых и суглинистых образцов до 0,01 г, при легких почвах — до 0,001 г. В эксикаторы с тубусами наливается десятипроцентная H2SO« из расчета 2 куб. см на каждый грамм почвы. На фарфоровую подставку устанавливаются открытые сушилки с почвой в таком порядке, чтобы были видны их номера. Притертости эксикатора смазываются резиновой мазью. Эксикатор соединяется с вакуумметром или манометром и разрежается с помощью водоструйного насоса до внутреннего давления в 160 мм. Нужно следить, чтобы во время откачивания воздуха не наблюдалось вскипания H2S04, в 'противном случае кислота может забрызгать сушильные стаканчики. Если вскипание будет замечено, откачивание нужно прекратить и продолжать его только тогда, когда из кислоты перестанут выделяться пузырьки воздуха. При выкачивании воздуха стеклянная трубка, входящая внутрь эксикатора, должна открываться свободным концом вверх к крышке, но не к почве, чтобы избежать засасывания почвы в трубку и распыления ее при впускании воздуха обратно в эксикатор. Краны в пробках эксикаторов закрываются, и эксикаторы помещаются в темный шкаф, где бы наблюдалось возможно меньшее колебание температуры. Целесообразно три раза в сутки в, момент наибольшего колебания температуры- отмечать ее в особой книге, которая постоянно лежит при эксикаторах. Резкое снижение температуры может вызвать выпадение воды на поверхности почвы в жидкой форме. Эта вода, будучи другого порядка, чем вода гигроскопическая, исказит результаты исследования в сторону преувеличения максимальной гигроскопичности. Следует заметить еще, что перед употреблением эксикаторов целесообразно разредить их один-два раза пустыми (без кислоты и почвы), чтобы убедиться в их прочности, так как наблюдается иногда раздавливание эксикатора наружным воздухом, что губит сушилки и 32
почву и может повредить исследователю. Откачивание воздуха лучше производить в сетчатых очках. Крышки с сушильных стаканчиков в строго определенном порядке номеров складываются в кристаллизатор и закрываются от пыли Соблюдение порядковых номеров важно, чтобы при из'ятии «сушилок» из эксикатора не мешкать с их закрыванием и по возможности сократить время соприкосновения испытуемой почвы с наружным воздухом. Время, потребное для полного насыщения почвы, изменяется в зависимости от механического ее состава (тяжелые почвы насыщаются дольше), но во всяком случае оно значительно больше того, какое указьшает Mitscherlich, (он указывает 5—6 дней). Для разных оточв у нас насыщение длилось от 2 недель до 2—3 месяцев. Главная масса воды поглощается в первые два-три дня, затем в течение одной-деух недель іпроцесс протекает еще весьма заметно, а в последующее время нарастание идет крайне медленным темпом, однако в сумме оно может оказаться значительным. Взвешивание образцов достаточно производить раз в неделю, а в промежутки между взвешиваниями нужно проверять давление внутри эксикаторов. При взвешивании перед открыванием эксикаторов в них впускается промытый через десятипроцентную H2S04 воздух. Для целей промывания весьма удобны склянки Тищенко, которые нужно ставить по две друг за дружкой перед эксикатором. Воздух нужно впускать медленно, приблизительно со счетом два-три пузырька в секунду. Впустивши воздух, эксикатор открывают и по возможности быстро, не вынимая «сушилки» из эксикатора, закрывают их крышками. «Сушилки» с почвой взвешиваются. Серная кислота в эксикаторах заменяется новой такой же порцией и снова, как в первый раз, устанавливаются «сушилки». Эксикатор закрывается и ведется дальнейшее насыщение, пока нарастание веса не прекратится. Новой смены кислоты до конца определения не производится. Окончательный наибольший вес при насыщении берется как исходная величина при вычислении максимальной гигроскопичности почвы. Количество поглощенной почвою воды устанавливается в процессе сушки. Mitscherlich осуществляет сушку почвы в полушаровом эксикаторе сначала над концентрированной H2S04, а затем над фосфорным ангидридов при нагревании эксикатора на бане до 100° С (Boden- kundliches Praktikum, S. 35). В условиях нашей работы при массовых анализах подобная сушка трудно осуществима, поэтому мы сушим почву в обыкновенном сушильном шкафу при температуре 105° С. Разница в величине максимальной гигроскопичности, установленная нами при двух параллельных сушках — над фосфорным ангидридом и в сушильном шкафу, оказалась весьма малой и во. всяком случае не имеющей практического значения. Сушку проводим в два приема: первый раз сушим 3 и второй раз 2 часа. Вторая сушка вводится как предостережение от привеса при возможном окислении составных частей почвы и как контроль первого взвешивания. Имея вес сушильного стаканчика и вес того же стаканчика с воздушно-сухой, абсолютно-сухой и максимально насыщенной парами воды почвой, вычисляем в процентах на абсолютно-сухую навеску величину _ гигроскопичности и максимальной гигроскопичности почзы. 3 Изучение фявмч. свойств почвы. 33
В таблице 7 приведены величины, характеризующие ход и длительность насыщения различных образцов почвы при определении максимальной их гигроскопичности. Более гигроскопичные — западно- предкавказский глинистый выщелоченный чернозем и серая глинистая лесная земля — насыщались в течение двух месяцев, в то время как малогигроскопичный подзолистый горизонт сильнооподзоленной тяжелосуглинистой почвы насытился в одаін месяц. В таблице приведены наибольшая максимальная гигроскопичность почв и гигроскопичность их после двухнедельного насыщения. Разница, как видим, достигает 0,44, 0,40 и 1,4%, что в отношении к определяемой величине составляет ошибку приблизительно от 5 до 10. Эта ошибка значительно возрастает, если насыщение прекращать не через две, а через одну неделю, каік рекомендует Mitscherlich. Дело исследователя решить в связи с целью исследования, может ли он мириться с этими ошибками или должен доводить насыщение до конца. Упущение в методе Mitscherlich'a относительно времени насыщения почвы особенно бросается в глаза наряду с пунктуальностью, с какою он проводит например сушку тех же образцов, боясь сделать ошибку в 0,01 %. В заключение напомним, что зода, соответствующая максимальной гигроскопичности почвы, является водой, не усвояемой для растений. Удвоенная максимальная гигроскопичность почвы соответствует влажности, при которой в данной почве растение начнет завядать. Эта величина называется коэфициентом завядания растений. Влагоемкость почвы Влагоемкость почвы, особенно капиллярная ее влагоемкость \ является наиважнейшей величиной, характеризующей водные свойства почвы. К сожалению до настоящего времени нет удовлетворительного метода, позволяющего в каждый желаемый момент определить влагоемкость почвы в естественных условиях ее залегания. И даже та методика, какою пользуются при стационарных почвенных работах (определение влагоемкости в так называемых ненарушенных почвенных образцах), является настолько громоздкой, что ее нельзя рекомендовать почвоведам-территориальникам. В настоящей главе я остановлюсь только на двух видах влагоемкости, для которых можно предложить упрощенные методы их определения: 1) на капиллярной влагоемкости и 2) на наименьшей влагоемкости (по Коссовичу), или, что то же самое, на максимальной молекулярной влагоемкости (по Лебедеву). Капиллярная влагоемкость почвы. Капиллярная влагоемкость характеризует способность почвы поднимать по капиллярам на ту или иную высоту воду от постоянного ее зеркала и более или менее длительно (впредь до испарения) сохранять поднятое количество воды. Вычитая из капиллярной влагоемкости почвы максимальную ее гигроскопичность, мы получаем количество воды, усвояемой растением, которое при отсутствии испарения длительно может удерживаться почвою. *) Подробнее о влагоемкости см. в моей книге «О влажности почвы и методах ее изучения» (35) 34
шл/z т *нээа -ВН СНХХ^Э 'DQB ВН %а наьои *HDodj -ил -нчігвииэнвм іл/is вн Аяээавн снлх -Лэ "ігоэрв вн % я HahOU 'UOHDOdJHJ шл/z вн agodu а нігод н и О X У X с о X и о п. L. X 1_ ш ш KS о X J3 10 Z X U X 10 X X ш к ш ш X Q. с ъ а о с со о Я1 m (О to о а х X ш 3 я 5 1Л/15 вн эроаи а ntfog .HOdhOU ИОХЛЭ ігоэдв э вяиьнвн из •нчі/'игаКэ эзя m о U а О) JC X м t- и О. га Я ее Я X х К X а Я со S о о. О шл/еі uia'z ИЛ/83 НЛ/61 ИЛ/6 IA/8S іл/is 'J0861—IA/Z«» -аонвхэК чнэв а ноаьои э 'явхэ •нчігитАэ эзд •ниннвнехэ •нчігитЛэ оэд мо a hhhgjCl*j HlHOFHdoj со CD GO CM 00 см 00 00 Ю со CM CM CO 1-- CM CO CO CM CM 00 CO o CM CO CM о CO CM СЛ CM CM CO OS CO~ CM о Л/61 eh X». -завн *хЛэ--эдв вн % а наьои III/9S вн ^яээявн снЛхЛэ - ігоэрв вн % а I48hOU 'HDOdjHJ Л'бі ™ apndu a ntfog III/9S вн sgodu а нігод Л/61 Л/ОХ Лі/63 Л'/И Лі/Sl Лі/8 Лі/і TII/9S Ill/U J0S6I—Ш/6 ин аонвхоЛчнэіГ а *hOU Э 'НВНБХЭ 'нчігит^э эзд ел см со^ со со со ю см см со ел ю см СО ю см ю см ел ю см см со см со "М GO 00 1С см 00 ю см 00 зТпиёэа ваьоц хянХц яиньэнігоэігои J ofsj МИ If 1IIAZ в*Ляэ -завн *х?>*09В вн % а наьои 'MDOdJHJ 'DHB\V ИЛ/б ен Лмээавн оіКхЛо -'IfODQB ВН °/« в наьои -HDodjHj HU/Z ^н agodu a nvog НЛ/6 вн agedu а ічігод шл/z НЛ/63 пл/ы II Л/6 ю ел см со см r-t см о см со о 00** см см со* см ем со" см см со" см со см со" см со см 1Л/03 ия -аонвхоЛчнэіГа 'hOU Э "НВМВХЭ 1 -нчігигпХэ эзд ; о см 1Л Т-1 эшиаэаэігм •ваьои ввхэин -иімХэоігэжкх ивн -нэь*0?ігоио ончігиз эонхіяио - oaoirHJKodBx;} зонхнио -онинвроэ 4* 35
Капиллярная влагоемкость определяется в образцах с «ненарушенной» структурой, берущихся одним из вышеперечисленных нами приборов. Образцы эти имеют высоту 5—10—15—20 см, и следовательно определенная в них влагоемкость должна быть рассматриваема как один из вариантов, могущих встретиться в природной обстановке в исследуемой почве при условии подачи в ней воды по капиллярам с той же глубины (с 5—10—15—20 см). Большее значение имеют эти величины в смысле сравнительном: образец, показывающий ббльшую капиллярную влагоемкость в лаборатории, будет соответствовать почве в природе с более развитыми капиллярными свойствами. Моей целью было упростить методику, принятую при стационарных работах, и дать метод, доступный для территориальников. Предлагаемый мною метод сводится к следующему. В деревянные, выкрашенные масляной краской ящики берутся метровые вертикальные монолиты исследуемых нами почв (см. об этом главу II, раздел 1) Крышка и дно ящика должны быть на винтах, а верхняя и нижняя стороны его (обращенные к поверхности почвы и в глубину почвенного разреза) — на прямых шинах. Взятые монолиты последовательно используются в лаборатории для изучения следующих физических свойств: 1) сопротивления почвы сдавливанию и расклиниванию в воздушно-сухом состоянии и при капиллярном насыщении почвы водою, 2) капиллярной влагоемкости почвы, 3) липкости почвы при капиллярном ее насыщении и 4) набухания почвы при смене влажности в интервале от воздушно-сухого состояния до капиллярного ее насыщения. Для производства всех этих операций с монолита в лаборатории снимается крышка и дно отвинчивается таким образом, чтобы оно отстояло на 0,5 см от стенок ящика. Между дном и стешами прокладываются деревянные клинышки, и ящик с монолитом кладется дном вниз в ванну из оцинкованного железа. (Длина ванны —120, ширина 40 и высота 10 см. К нижней ее части приделан кран для спуска воды, а ко дну — три ножки в виде поперечных горбылей из того же оцинкованного железа). После того как монолит уложен в ванну, верхняя и нижняя стороны ящика, укрепленные на прямых шинах, также снимаются или в случае ожидания небольшого набухания почвы только отодвигаются на 1 см каждая от почвенного образца. Если боковые стороны ящика сняты совсем, то внизу у дна до высоты на 1 см почву нужно подпереть деревянными планочками, чтобы она в этих местах не размывалась водой при капиллярном насыщении. Таким образом почва лежит в ванне на дне ящика, у которого полностью сохранились лишь две длинные стороны. Почву желательно укладывать в ванну, когда она уже близка к воздушно-сухому состоянию. Определив на таком образце сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию (об этом см. далее), образец насыщают капиллярной водою, для чего в ванну наливают дестиллированной .воды столько, чтобы она на 0,5 см покрыла почву снизу. Когда почва доверху смочится водою, влажность ее будет соответствовать капиллярной ее влагоемкости. После окончательного смачивания почвы выжидают еще два дня, снова определяют сопротивление ее сдавливанию и расклиниванию, а также влажность ее по горизонтам (по интересующим нас глубинам), беря образцы слоями от поверхности до дна монолита (8 см толщины). Образцы удобно брать пробочным сверлом диаметром 36
$—Ю мм. Чтобы почва не прессовалась, что обусловит выжимание из нее воды, образец для определения влажности нужно выбирать в два приема (0—4 и 4—8 см), складывая обе части в одну «сушилку». Из каждого горизонта нужно брать три контрольных образца, что обусловит достаточную точность в работе. Вычислив! влажность полученных образцов, мы тем самым получим величину капиллярной ьлагоемкости почвы в ненарушенном ее состоянии. Скважины для определения влажности нужно делать в монолите с таким расчетом, чтобы уродовать лишь часть! поверхности монолита, а другую сохранить нетронутой для изучения липкости и набухания почвы. Недостаток описанного метода сам собою очевиден; монолит мы насыщаем водою, кладя его боком, тогда как в природе- почвенные слои ориентированы иначе. Система почвенных капилляров остается прежней, а положение ее в отношении питающего слоя воды — новое. Теоретически можно предугадать, что в почвах со структурой кубовидного и призматического типа смена ориентировки пластов мало скажется или даже совсем не скажется на величине определяемой капиллярной влагоемкости почвы. В образцах же с плитовидной, листоватой и чешуйчатой структурой то или иное положение слоев почвы в отношении насыщающего зеркала воды будет иметь большее значение. Казалось бы, что этот недостаток метода легко устранить, беря в поле не вертикальные, а горизонтальные монолиты для каждого горизонта и правильно ориентируя их при насыщении водою. Несомненно, что в таком случае мы получим самые правильные результаты, однако метод настолько усложнится, что едва ли будет возможным в поле, так как вместо одного вертикального монолита потребовалось бы 5—6 горизонтальных. Таблица 8 Капиллярная влагоемкость аападнопредкавказского глинистого выщелоченного чернозема. Лес лиственный. Кубань. Круглик № 1 Горизонты. Глубины в см Капиллярная влагоемкость в % к абсолютно-сухой навеске В образцах, взятых прибором Геммерлинга— Сабанина Среднее из десяти контр, определений В монолитном (ящичном) образце почвы М т (±) Р (±) Ах (0-8) . . Аг (10—18). Л2 (20—28) . А2 (30-38) . Л3 (40-48) . Вг (120-128) Вг (130—138) В2 (140-148) В2 (150-158) ВУС (160—168) С (190—198) 42,5 35,7 34,9 32,6 31,9 31,8 31,0 32,1 32,3 33,2 33,0 42,8 36,9 35,9 33,7 33,6 33,3 33,4 32,9 32,7 33,8 34,5 2,94 1,70 1,И 0,19 0,30 0,38 0,42 0,24 0.37 0,98 0,64 6,87 4,61 3,09 0,56 0,89 1,14 1,26 0,73 13 ,90 66 37
В таблице приведены результаты сравнительного определения капиллярной влагоемкости почвы двумя методами. Как гадим, оба метода весьма согласно характеризуют почву. Из той же таблицы видно, что метод тройного контроля при определении влагоемкости в монолитном образце достаточен для получения надежных средних (Р% лишь в одном случае поднимается до 6,87). По предлагаемому нами методу мы проработали лишь три почвенных разреза. Метод потребует дальнейшей основательной проверки, но уже и теперь можно сказать, что он дает вполне характерные для исследуемой почвы величины капиллярной влагоемкости, близкие к тем, какие мы получаем при стационарных почвенных исследованиях. Ценно1 то, что основная работа в данном методе переносится в лабораторию, а на долю полевой работы выпадает лишь взятие монолита. Определение капиллярной влагоемкости при территориальных почвенных обследованиях я особенно рекомендую для средней и северной полос нашего Союза, где капиллярная форма питания почвы водою преобладает над всеми другими, и на участках, где применяется орошение. Наименьшая влагоемкость почвы. Капиллярная влагоемкость весьма интересна при почвенных исследованиях в местностях среднего и избыточного увлажнения. Но огромные территории нашего Союза характеризуются засушливым климатом (степной юг, Среднее и Нижнее Поволжье, Казакстан, Туркестан и др. места). В большей части этих районов почва в поверхностных ее слоях бывает насыщена капиллярно водою лишь в короткие периоды весеннего и осеннего увлажнения и в дни летних ливней. Большую же часть года и в большей своей толще влажность почвы этих мест зависит от другого ее свойства, именно от наименьшей ее влагоемкости. Наименьшей влагоемкостью (по Коссовичу), или наибольшей молекулярной влагоемкостью (по Лебедеву), называется то наибольшее количество воды, какое может быть удержано почвенными частицами в силу молекулярного притяжения воды почвою. Эту величину нужно знать как предел, как максимум, на котором может длительно, впредь до испарения, удерживаться влажность почвы в засушливых районах. Кроме того наименьшая влагоемкость почвы, как и максимальная1 ее гигроскопичность, находясь в большой зависимости от механического ее состава, естественно в свою очередь характеризует механический состав почвы, особенно содержание в ней илистой фракции. Наличие наименьшей влагоемкости в почве и природу ее установили методом высоких почвенных колонн Ф. Г. Кинг, П. С. Коссо- бич и Г. Н. Боч (6). Позже наличие этой же величины в почве, также методом высоких колонн, подтвердил А. Ф. Лебедев, который наименьшую влагоемкость Коссовича назвал максимальной молекулярной влагоемкостью (7). А. Ф. Лебедевым для определения названной величины помимо громоздкого метода высоких почвенных колонн предложено два новых метода: а) метод центрофугиро'вания, Ь) метод «пленочного равновесия». Второй метод весьма прост в осуществлении, и его смело можно рекомендовать не только в стационарных почвенных работах, но и при с'емочных территориальных исследованиях. Ниже привожу описание метода и полученные с помощью его данные, любезно предоставленные мне в рукописи А. Ф. Лебедевым. 38
Таблица 9 Сравнительное определение максимальной молекулярной влагоемности посред:тв»м центрофугирования и фильтровальной бумаги (в % к сухой почве) * Местность Тип почвы и а т 23 \о >*> ^ С— ч> сз U -& о CU ь X Пресс Повторения В О Ст. Свирская, Сев.- зап. ж. д. Каменностепная с.-х. опытная станция Хреновая степь Старожилово Бурулево б. Шевчен. окр. Эльтон Горки О. Свирская, Сев.- зап. ж. д. Ретени, б. Луж:кий окр. Ст. Свирская Торфяно-подзоли- :то-гле?вая . . . , Чернозем обыкнс- венный Чернозем серый лесной Суглинок .... Суглинистый чернозем Ст. Свирская Сильно солснцеві- гая бурая по-^Еа . . Подзл Торфяио-подзол. глеевая Слабо подзолистая супесь Подзолистая с признаками заболачивания Торфянисто-подзо листо-глеевая . . . . 10-15 0-10 10-20 20-30 90-100 0-10 115—125 40-45 0-5 15-20 35—40 42,7 29,5 25,4 19.2 15,5 2,7 7,6 5,8 3,5 3,8 1.2 41,7 29,2 24,0 18,0 15,0 13,К 8,7 5,7 4,0 4,0 1,1 43,4 28,9 25,6 17,7 14,5 13,0 7,7 6,4 4,2 4,5 1,1 41,0 29 1 39,8 41,5 28,3 24,0 19,0 24,0 18,2 14,5 13,6 7,7 6,8 4,3 4,3 1,2 14, Ъ 13,2 7,5 6,0 4,0 4,1 1,2 >3,4 24,4 18,2 4,7 13,4 7,9 6,2 4,1 4,2 1,2 і -раблица дана по рукописи А. Ф. Лебедева без изменения. 39
«Техника новою метода определения максимальной молекулярной влагоемкости, метода ^«пленочного равновесия», представляется в следующем виде. Почву сильно смачивают до состояния густой грязи. Берут один лист фильтровальной бумаги и сверху накладывают на нее металлическую пластинку с круглым отверстием посредине диаметром около 4—5 см. Надо иметь две таких пластинки — одну в 2 мм толщиной и другую в 1 мм. Переувлажненную почву шпателем переносят на фильтровальную бумагу в отверстие пластинки и разравнивают так, что она заполняет все отверстие \ Затем пластинку убирают, и на фильтровальной бумаге остается аккуратный кружок почвы такого же диаметра и высоты, как отверстие пластинки. Этот кружок прикрывают сверху одним листиком фильтровальной бумаги, и затем почва (с двумя листиками фильтровальной бумаги) помещается между листами фильтровальной бумаги с каждой стороны. Мы пользуемся для этого большими листами фильтровальной бумаги, складывая их до необходимого нам размера. Приготовив таким образом несколько почв (в нашей практике мы заготовляем 5—6 почв), мы помещаем их под пресс. При этом почва от почвы (с принадлежащей каждой почве фильтровальной бумагой) отделяется деревянной или металлической прокладкой. Металлическая прокладка должна быть не менее 5 мм толщиной, деревянная (из дуба и т. п.) — около 10 мм. Прокладки должны быть аккуратно сделаны и иметь параллельные плоскости. Удобнее всего работать с гидравлическим прессом, имеющим манометр. В этом случае всегда можно вести работу при определенном давлении Но мы работаем и с более простым гидравлическим прессом. Кроме того мы пользовались и простым винтовым прессом, завинчивая его до отказа при длине рукоятки в 20 см. Во всех случаях необходимо следить, чтобы после сжатия бумаги пресс не отпускал. Давление уже в 66 кг на 1 кв. см достаточно для наших целей Следует заметить, что величина давления, развиваемого прессом, не имеет какого-либо специфического значения. Почву и фильтровальную бумагу необходимо сжать, чтобы создать возможно полный контакт между почвой и бумагой — и только. Процесс отнятия лишней воды из почвы бумагой совершается далее не путем выжимания этой воды из почвы, а благодаря действию капиллярных и молекулярных сил в системе почва — фильтровальная бумага. Для почв суглинистых и глинистых с максимальной молекулярной влагоемкостью выше 10% толщина прессуемой почвы (пластинки) должна быть 2 мм и прессование продолжается две минуты; для почв супесчаных и песков с маыксимальной молекулярной влагоемкостью меньше 10% толщина прессуемого слоя должна быть 1 мм и прессование продолжается 10 минут. По окончании прессования почва быстро очищается соскабливанием от пристающих волокон бумаги и затем в ней обычным путем определяется содержание воды (высушивание при 105° С и вычисление % воды по отношению к сухой почве). Полученные таким образом величины очень близки к максимальной молекулярной влагоемкости соответствующих почв, определенной по вышеописанному методу центро- фугирования, как это видно из следующего примера» (см. табл. 9). 1 Не прорвется ли при этом «один листок» фильтревглиой бумап?Н. К 40
{горизонты Наименьшая влаюемкость, или максимальная молекулярная влагоемкость, почвы дает весьма важную черту для добавочной характеристики почвы, но она ни в каком случае не может залгенитъ собою характеристики, даваелгой почве на основ; ее максимальной гигроскопичности. Такие наиважнейшие величины из области водною режиша почвы, как неусвояемая и усвояемая растениями вода, а также коэфициент завядания растений, не могут быть вычислены на основе наименьшей влагоемкости почвы. Водопроницаемость почвы Подробные сведения о водопроницаемости и о методах ее изучения мы излагаем в готовящейся к печатанию нашей работе «Водопроницаемость почвы и новый (диференциальный) метод ее изучения». В настоящей же статье ограничиваемся лишь краткими методическими замечаниями. Как показано нашими работами (12), водопроницаемость почвы имеет резко выраженный комплексный характер. В то время как одни части почвы увлажняются водою (дождем или ''искусственно) на 2—5 и 10 см, в других местах, залегающих рядом в районе трещин, червоточин и иных пустот, вода может уйти на глубин>> метра, двух и более. Мы убедились в этом путем многочисленных опытов и наблюдений. Иллюстрируем сказанное: в июне 1926 г. после продолжительной засухи пошел длительный (в течение суток) дождь. Через сутки (17 июня) на территории Московской областной с.-х. опытной станции г еще в период дождя нами были организованы под шатром раскопки в почве. Закладывались профили и зарисовывался темный контур смоченной почвы, который хорошо выделялся на просушенном фоне ее остальной части. Один из таких профилей приводится на рис. 4. В клетку заштрихован контур смоченный дождем почвы. На рисунке видно, что в одних местах почва смочилась на 1-2 СМ, В ТО ВреМЯ Как В ДРУГИХ Местах Характер проникновения дождевой лпо ,rftTtTO Л^«Л*Г. ,„.„„ п„г,п«Пі.„ .,д ~т,«г/<.» I воды в^просушенную тяжело-суглинистую, подзолистую почву. Рисунок с натуры — профиль. вода ушла отдельными рукавами на глуби-1 ну до полуметра (это при наличии дождя 1 Многолетняя залежь; среднеоподзоленный тяжелый суглинок. 41
малой интенсивности). Не доверяя только зрительному впечатлению, мы взяли образцы для изучения влажности почвы. Взяли их горизонт ільными рядами на глубинах 2, 5, 15, 25, 38 см, приурочивая к сухим и смоченным пятнам Результаты определения влажности вписаны в соответствующие места рис 4. В то время как белое, не- зачерченное поіе имеет віал-ность 6—8°о, в смоченных местах влажность поднимается до 28%. Желая иметь пющадное распространение индивидуально смоченных пятен, мы на том же месте заложили на разіичных глубинах один под другим ряд горизонтальных разрезов на площади в 1 кв метр (на глубине 7, 10, 18 и т д см) Три первых из них представлены на рис. 5 На светлом фоне сухой почвы отчетливо вырисовывались аме- бообразиые смоченные пятна, которые на разных глубинах занимали разную, сокращающуюся книзу площадь. Так же была определена влажность сухих и смоченных мест Результаты определения на глубине 10 см нанесены по месту взятия образцов на рисунок Белый, несмоченный фон имел влажность около 6—7%. В смоченных местах влажность варьировала от 11 до 19% Того же характера результаты были получены нами и при многочисленных других раскопках '^0 CMQ4LH0 1— I СУХО Характер проникновения дождевой воды в просушенную тяжело-суглинистую, подзолистую почву Рисунок с натуры —в плане В августе того же 1926 г мне пришлось работать в Крыму близ станции Грамматиково на глинистой каштановой почве с признаками соіонцеватости. Почва была просушена с поверхности до состояния менее двойной максимальной гигроскопичности (10—11—13%) Были сухи и глубинные горизонты Я проделал следующий опыт: на площади 150 X 150 кв см была сделана лопатой и стамезкой квадратная выемка © почве глубиною в 4 см В івыемку дважды наливалась вода до высоты столба ее в 1 см. Вода быстро впиталась в почву, причем было очевидно, что главная ее масса впитывается в районе червоточин и трещин Тотчас после впитывания всей воды несколькими рабочими закладывалась яма до метровой глубины и производилась зарисовка смоченных контуров Один из таких контуров, залитый черным, представлен 42
на рис. 6. Мы видим, насколько индивидуально и причудливо по очертанию вырисовываются смоченные пятна почвы. Местами смоченность спустилась до глубины метра при одновременной сухости в других пунктах у самой поверхности. Приведенный контур типичен для всех остальных контуров, полученных нами. Напомним наконец некоторые из профилей А. А. Измаильского. В своем классическом труде «Влажность почвы и грунтовая вода» он приводит влажность двух профилей на расстоянии 2 метров друг от друга. Влажность этих профилей разнится на некоторых глубинах ііа 10 и более процентов. О преимущественном проникновении воды в области отдельных пустот говорят солевые и гумозные потеки, какие можно наблюдать в черноземной и каштановой почвах и какие нельзя об'яснить только осыпями и выпотеванием солей в пустоты. шит смоченность nzzn вода CZD сухо Характер проникновения воды в каштановую глинистую просушенную почву Из приведенного материала достаточно наглядно вырисовывается комплексный характер водопроницаемости почвы. Этот же материал указывает на возможность быстрого ухода воды в грунт по трещинам, червоточинам и иным пустотам, а потому не верно было бы утверждать, что вода, попадающая в просушенную почву .в количествах, недостаточных для ее насыщения, обязательно остается целиком в ее поверхностных толщах. Просушенные слои, например «мертвый горизонт» Г. Н. Высоцкого, могут оставаться просушенными и в то же 43
\ 70 t 17 1 ^24- IV о ю Прибор для определения водопроницаемости почвы— конструкции Н. А. Ка- чинского время через них по многочисленным пустотам вода будет уходить в глубокие грунты. Устремляясь в первую очередь по линии наименьшего сопротивления, вода позже от смоченных полос и пятен рассосется в стороны и даст ровный смоченный фон. Этот смоченный фон маскирует истинную картину водопроницаемости и создает впечатление о равномерном проникновении воды в почву. Поэтому наблюдать картину индивидуально смоченных почвенных участков в разрезе нужно непосредственно после дождя (лучше ливневого дождя) или непосредственно после наливания воды на поверхность почвы. 44
,,.», iiWI» i ЧИНПМНИИГОНП V Ч о est щ о ; -15- и-ш^^пР'-Тр'-'ТИ m-Ih—-"—* " "-— -"Л V! CD «О С* *20~ VII ©J to 3 аа 24— +20 сэ со Наконец нужно отметить, что комплексная водопроницаемость будет наблюдаться в почвах, в которых имеются крупные пустоты, как-то: ходы истлевших корней, кротовины, ^червоточины, трещины и т, п. В почвах с равномерным сложением, как например| в песках, и водопроницаемость будет выравнена по всей поверхности почвы. С целью учета комплексной водопроницаемости нами разработан диференциальный метод, дающий возможность учитывать многообразные варианты водопроницаемости на исследуемом участке почвы. В последнем оформлении наш прибор для .изучения водопрошща- емости почвы в лабораторной и тюлевой обстановке состоит из следующих частей (см. рис. 7, 8 и 9). 45
1. Трубчатый стальной бур для закладывания скважин в -почве. Высота его —15 см, наружный диаметр — 3 см. Режущее кольцо с целью уменьшения прессования почвы при работе делается на 1 мм уже, чем остальная, внутренняя часть бура1. К буру приспособлен шомпол, выталкивающий образец. По трубе бура ходит шайба, закрепляя которую винтами на той или иной -высоте, мы можем брать образцы на заданную глубину. 2. Набор стеклянных строго цилиндрических градуированных трубок с высотою в 33 и с наружным диаметром в 3 см. На трубках имеются отметки: 0 (на высоте 6 см от -нижнего края), 5, 10, 12, 15, 20 и 25. Нижний край трубок слегка заточен на клин. Прибор для определения водопроницаемости почвы —конструкции Н. А. Ка- чинского 3. Предохранитель для наливания воды в трубки. Он состоит из трубки с просветом в 3 мм и цилиндрической «коробочки (головки). Трубка ввинчтоается в коробочіку. Дно коробочки вогнуто. Но боковой ее поверхности, на высоте 0,5 см от нижиего края просверлено десять круглых отверстий с таким расчетом, чтобы суммарная площадь их поперечного сечения приблизительно в десять раз превосходила площадь 'внутреннего 'поперечного сечения трубки предохранителя. При таком соотношении просвета трубки и отверстий в коробочке, наливая воду с высоты до полуметра, нельзя наполнить коробочку і Аналогичное приспособление имеется в трубчатых бурах ньшей конструкции (э0), а также в приборах Измаильского, Нефедова, ГеммерлингаСа- банина, опытного поля ТСХИ и Желиговского.
водою. Вода из отверстий льется не под давлением водяного столба, заполняющего трубку, а дряблыми ниспадающими с высоты 0,5 см струйками. Коробочка предохранителя делается раз'емной, чтобы ее можно было периодически чистить. 4. Стеклянная воронка с каучуковой трубкой, которая надевается на верхний край трубки предохранителя при наливании воды. 5. Пипетка для отобрания излишне налитой в трубки воды. (На рис. 7 изображен прибор старого сбора, поэтому на нем пипетка и воронка не показаны), 6. Мех (ножной) для выдувания при установке трубок частичек почвы, осыпавшихся в скважины. 7. Планшет (см. рис. 8), предохраняющий при установке трубок почву от сминания, случайного увлажнения и просушивания и дающий возможность без особой разметки ставить трубки всегда на одном и том же расстоянии друг от друга. Планшет имеет квадратную форму и сшивается из двух листов: верхнего из фанеры и нижнего из цинка или оцинкованного железа. К квадрату приделывается железный ок- раек высотою в 1,5 см для врезания в почву. В планшете на расстоянии не менее 15 см одно от другого просверливаются (по углам квадратов) круглые отверстия диаметром в 5—6 см. Через эти отверстия устанавливаются трубки в почву. Все части прибора кроме планшета, меха, бутылей и чайника с водой собраны в особый удобный для переноса футляр. При определении водопроницаемости поступают следующим образом. Испытуемую площадку почвы (размером приблизительно 1,5X2 метра) слегка выравнивают лопатой, не становясь ногами на тот участок почвы, который будет испытываться. В случае набора планшетов устанавливают их в ряд, врезая железными окрайками в почву. При наличии только одного планшета используют его для разметки испытуемой площади, откладывая по площади планшет раз за разом и делая отметки в центре отверстий. Прибор для определения водопроницаемости почвы — конструкции Н. А. Качинскогб 47
Установивши шайку «а буре на высоте б см от края, в местах, предназначенных для трубок, закладывают скважины глубиною в 6 см, стараясь сделать их строго отвесными. Из нижней части бура ста- мезкой берут в стаканчики с притертой крышкой образцы для изучения влажности и попутно характеризуют в дневнике индивидуальные особенности скважин (червоточина, трещина, корень, песчаная линза и т. д. Заложив скважины, продувают их мехом до тех пор, пока дно скважины не станет совершенно чистым. В каждую скважину, стараясь не осыпать ее края, устанавливают стеклянную трубку, доводя ее заточенным концом до дна скважины и слегка прижимая к последнему. Ноль, означенный на трубке, должен оказаться в уровень с почвой. Почву около трубки приминают шомполом от бурика или просто пальцами, чтобы между трубкой и почвой не оставалось щелей. Подобное (умеренное) приминание не распространяется до глубины 6 см, и поэтому испытуемый слой почвы (под трубкой) не повреждается. Трубки нужно стремиться ставить строго отвесно. Установив трубки, наливают в них до отметки 25 дестиллиро- ванную или дождевую (предварительно отфильтрованную) воду. Наливание обязательно осуществляется с помощью предохранителя, чтобы струею воды не разрушить поверхности почвы, являющейся дном трубки. Такое разрушение сразу исказит и преуменьшит величину водопроницаемости. Опустив коробочку предохранителя до почвы, наливают через воронку воду из чайника. Почва защищена от размыва вогнутым дном коробочки, и кроме того вода стекает по стенкам трубки дряблыми разбитыми струйками. Поэтому принимающая воду площадка почвы оказывается неразрушенной, о чем можно судить по совершенно незаімутившейся воде, устанавливающейся в трубке. Предохранитель по мере наливания воды в трубку нужно постепенно поднимать, следя за тем, чтобы головка его не выходила на поверхность воды. Одновременно с установкой трубок для определения водопроницаемости нужно установить и налить ©одою до черты 25 две таких же трубки, замкнутые снизу пробками, для учета испарения воды, чтобы в конце работы при вычислении водопроницаемости внести поправку на испарение. Это особенно необходимо делать в тех случаях, когда водопроницаемость почвы мала и определение затягивается на несколько часов или дней. Налив воду в трубки до черты 25, отмечают время и следят за быстротою проникновения воды в почву. В зависимости от размеров водопроницаемости учитывают проникновение столба воды в 25 или меньшее количество сантиметров. Иногда вода проходит настолько быстро, что весь стотб воды уходит в течение секунд (например в оре- ховатый горизонт серых лесных земель). В других же случаях вода стоит без движения (иллювиальный горизонт суглинистых іи глинистых подзолов, некоторые горизонты солонцов), и в таких случаях приходится ограничиваться учетом проникновения столба воды в несколько сил или даже мм, измеряя столб прошедшей воды с помощью линейки или метра. На рис. 10 и 11 изображено определение водопроницаемости в полевой обстановке. 48
При изучении водопроницаемости различных генетических горизонтов нужно работать послойно, снимая отработанные горизонты и устанавливая трубки на ниже лежащих. В случае наличия большого количества трубок можно вести одновременно исследование всех горизонтов, для чего роется разрез уступами и трубки устанавливаются, как показано на рис. 12. Определение водопроницаемости почвы в поле (метод Н. А. Качинского) Принимая во внимание исключительно сильную зависимость водопроницаемости почвы от степени ее смоченности и длительности увлажнения, нужно обязательно характеризовать эту величину на фоне исходной влажности почвы. Повышение влажности обычно понижает водопроницаемость. С некоторым ущербом для точности описанный нами, метод изучения водопроницаемости можно сильно упростить, что преходится иногда делать в поле при отсутствии трубок., В этом случае вода наливается прямо в скважины, заготовленные буром (до поверхности почвы), и учитывается проникновение воды за пределы дна, скважіины). Нашим методом можно изучать водопроницаемость и в лабораторной обстановке, устанавливая трубки в монолитных образцах почвы, как это показано на рис. 13. Изучать водопроницаемость нужно обязательно с контролем (не менее двадцати пяти трубок). Некоторые почвы, как например многие песчаные, имеют сравнительно выравненную водопроницаемость. Большинство же тяжелых почв имеют водопроницаемость чрезвычайно варьирующую. 4 Нэучемие фнеиЧ. свойств почвы, 49
В одних трубках вода как бы проваливается (червоточины, трещины), в других она напротив стоит часами, днями и месяцами. Это не ненормальность, а подлинная природа, и ее нужно фиксировать такой, какова она есть. Познание комплексной водопроницаемости об'- ясняет нам многие явления в жизни почвы, как например образование гумозных и солевых потеков, образование корок по трещинам в подзолистой почве, пестроту в оподзоливании, преимущественное распространение корней по трещинам и червоточинам и т. д. Определение водопроницаемости почвы в поле. Момент наливания воды в трубки (метод Н. А. Качинского) Выражается водопроницаемость почвы в миллиметрах водного столба, проходящего через почву в единицу времени. Среднюю величину водопроницаемости обязательно нужно сопровождать указанием на широту и характер варьирования этого свойства в почве и ее горизонтах. Сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию (твердость, сложение) Весьма важное значеіние для познания почвы как организма и в целях утилитарного ее использования придают сложению почвы (иногда называют его «плотностью», или твердостью). Это свойство значится в центральном месте всякого почвенного дневника, но учет его производится обычно элементарнейшим способом: почву разминают пальцами и характеризуют: «пористая», «дырчатая» или— рассыпчатая, рыхлая, рыхловатая, плотная, плотноватая, слегка плотнее предыдущей и т. д. Если характер и размеры отверстий в почве еще можно сколько-нибудь точно характеризовать наглаз, то нельзя этого сказать относительно твердости, или вернее сопротивления почвы сдавливанию и расклиниванию. В зависимости от силы и грубости 50
Установка для определения водопроницаемости различных генетических горизонтов почвы (метод Н. А. Качинского) і'
Пальцев, а также ot индивидуальности работающего в графу о сложении могут быть вписаны самые фантастические определения. Учитывать твердость (сопротивление почвы расклиниванию и сдавливанию) нужно, ио нобходимо определять эо свойово объективно и возможно более точно. Для этой цели в последнее время сконструировано несколько приборов, из которых назовем клин-динамометр А. В. Лаврова, работающий с точностью до 0,25 кг (68) и динамометрический лом проф. С. А. Захарова (67). К этой же категории лирборов можно отнести зонд Меиенбурга (69—70). Мною для целей изучения сопротивления почвы сдавливанию сконструирован прибор, именуемый «твердомером». Прибор сконструирован в связи с работой над учетом влияния тракторной обработки на физические свойства почвы, проводившейся в Крыму осенью 1926 года (71) и имеет два варианта. 1-й вариант, имеющий наибольшее значение для территориальных почвенных обследований (см. рис. 14). Прибор сконструирован на принципе пружинных весов. Внешняя оболочка его состоит из 2 полых цилиндров (см. на чертеже А и В), из которых один ввинчивается в основание другого. Широкий цилиндр имеет диаметр в 4 см и высоту 5,5 см, узкий d—2,5 и h —10,5 см. Узкий цилиндр снабжен двумя продольными боковыми прорезями с поперечником в 3 мм. На нем нанесена шкала (см и мм), и поверх его ходит цилиндрический с распилами движок О. На конец этого цилиндра надевается упорная крышка Р. Определение водопроницаемости почвы в лаб ратории — в монолитных образцах (метод Н. А. Качинского) Внутри цилиндра А скользит диск Cj (толщина его 7 мм), в который ввинчен цилиндр G2, скользящий своей нижней частью в верхней части ципиндра В. Конец цилиндрического стержня С2 снабжен поперечным штифтом, который при движении стержня С? внутри цилиндра В ходит по боковым прорезям последнего и толкает движок О. 52
Для легкости скольжения диск С4 имеет четыре ролика (М), расположенных по четвертям его окружности. Внутри цилиндра В спрятана спиральная пружина определенной силы, на которую опирается нижний конец стержня С2. Прибор для определения сопротивления почвы сдавливанию и расклиниванию — конструкции Н. А. Каминского В диск С по четвертям его окружности и в центре ввинчивав ются пять шипов с расширенным основанием. Шипы употребляются двух видов. Для определения сопротивления почвы сдавливанию применяются строго цилиндрические шипы с площадью поперечного сечения каждого шипа в 0,2 кв см (см. D на рис. 14). Шипы, употребляющиеся для определения сопротивления почвы расклиниванию, представляют собою комбинацию цилиндра и конуса (см. S на рис. И). Это по сути дела первые цилиндрические шипы, у которых ко*
иец на расстоянии 1 см сточен на конус. Конус получается с углом при вершине (угол диаметрального сечения) в 28°. На -верхний край цилиндра А с целью увеличения площади его сечения навинчивается опорное кольцо Н. Весь прибор изготовляется из меди и никелируется. Шипы (D и S) делаются из стали. На рис. 15 приводится фотографический снимок прибора с пятью шипами для определения сопротивления почвы сдавливанию. Для того чтобы обнаружить ролики, с диска снято покровное кольцо. Перед началом работы движок О ставится на крайнее, четвертое деление шкалы, нанесенной на цилиндре В. Дальнейшаяя работа с прибором производится следующим образом. Шипы D или S (в зависимости от того, что мы желаем определить) устанавливаются на ¦поверхности почвы. Левой рукой держат за основание цилиндра А, а правой давят на крышку Р, пока опорное кольцо Н не ляжет на поверхность почвы. С этого момента выжидают 15 секунд, аккуратно придвигают движок О к штифту N, вынимают прибор из почвы, стараясь возможно меньше выворотить ее шипами и по краю движка О, обращенному в сторону штифта N, делают отсчет на шкале. Силою пружины шипы будут вдавливаться в почву. Почва окажет сопротивление и будет оттеснять посредством шипов диск Q и стержень С2 внутрь прибора. Конец стержня будет давить на пружину, спрятанную внутри цилиндра В. Когда сопротивление почвы на площади в 1 кв. см (сумма поперечного сечения всех шипов) уравновесит давление пружины, механизм (шипы, диск и стержень) перестанет двигаться, и мы в результате отсчета получим сопротивление почвы сдавливанию в килограммах на площадь в 1 кв. см. Определение длится около минуты. Прибор для определения сопротивления почвы сдавливанию и расклиниванию —конструкции Н. А. Качинского Для одной и той же почвы при различных .степенях ее увлажнения, а тем более для различных почв и их горизонтов сопротивление сдавливанию и расклиниванию колеблется в широких пределах— от сотен граммов до десятков килограммов. Для возможности работы на всех почвах к прибору дается ряд сменных пружин д, напряжением в 4, 8, 12, 16 и 20 кг. При работе с пружиной в 4 кг чувствительность прибора —50 г. С увеличением силы пружины точность соответственно падает в 2, 3, 4 и 5 раз. Прибор градуирован из расчета на работу в горизонтальном положении. При работе в вертикальном положении $ показание прибора вносится поправка на тяжесть механизму,
При применении пружин различной силы «цена» одного деления на шкале будет также различной. Кроме того трудно изготовить пружины так, чтобы сила их строго соответствовала определенной величине, например в 5, 10 или 15 лт. Чтобы облегчить подсчет сопротивления, к каждой пружине в комплекте прибора дается своя таблица с «ценою» делений прибора. Благодаря этому, работая с любой пружиной, исследователь, отметивши номер пружины, в дальнейшем записывает только показания на шкале прибора, а уже по таблицам вычисляет сопротивление в килограммах. Со временем от работы пружина несколько сжимается, в силу чего смещается нулевая точка. Для возвращения пружины к нулю в нижней части цилиндра В помещен винт К, поворачивая который, мы передвигаем пружину на нужное нам расстояние. К пирбору прилагаются разновесы дія поверки его показаний. При переносе прибор с частями кладется в футляр. Описанный твердомер снабжен пятью шипами, чтобы получать среднюю величину сопротивления почвы в пяти различных точках. Однако пятью шипами можно работать лишь на почвах, лишенных камней и древесных корней растений. При наличии камней может наблюдаться перекашивание диска d, что сказывается на точности показаний прибора. Кроме того при работе с пятью шипами на плотных почвах требуется пружины больших напряжений (до 20 кг) 9 что делает работу при массовых определениях физически тяжелой. Для устранения обоих затруднений шипы делаются легко выемными. Работающий может оставить себе нужное количество симметрично расположенных шипов (4—3—2). На каменистой почве нужно работать с одним шипом, увеличивая соответственно количество контрольных определений. При работе с одним шипом усилие пружины ложи гея на площадь в 0,2 кв. см, в связи с чем требуются пружины меньших напряжений. Работая с одним шипом, расчет поптежнему нужно вести на 1 кв. см почвы, умножая показания прибора на пять. Если почвы таковы, что на них все время нужно работать с одним шипом, то целесообразно пользоваться прибором, имеющим лишь один шип. Механизм прибора остается прежним. Прибор выглядит в таком виде проще. Он более легок и более удобен для ношения. Шип закрывается крышкой, так что особого футляра в этом случае не требуется. Твердомер с одним шипом снабжается пружинами с напряжением в 4, 8, 12 и 16 ят, что дает возможность определять сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию в пределах до 80 кг на 1 кв см. «Плотность» почвы (сопротивление ее сдавливанию), определенная с помощью нашего твердомера, приводится в третьей главе. 2-й вариант «твердомера». Описанный выше прибор удобен для массовой работы и дает большую точность в показаниях. Однако из-за отсутствия надлежащих пружин его не всегда можно изготовить собственными средствами. Учитывая это и желая дать прибор для работы преимущественно в вертикальном направлении, я сконструировал второй твердомер без пружины. Детали прибора см. щ рук. 16. 53
Круглый цилиндрический диск А тех же размеров, как и в первом приборе, также снабжен шипами двух видов: цилиндрическими — для определения сопротивления почвы сдавливанию (см. В на рис. 16) и с коническим окончанием — для определения сопротивления тіочвы расклиниванию (см S на рис. 16). Поперечник каждого шипа в цилиндрической части — 0,2 кв см, высота — 7 см. Расположение шипов показано на графике Диск А центральной частью навинчивается на конец цилиндра С, который легко скользит во втулке D треноги М. На верхней части цилиндра С (d его = 1,5— 2 см) нанесена шкала в см и мм. Верхняя часть цилиндра несет платформу для груза (Е). При установке прибора на горизонтальную площадь лапки треноги М и концы шипов должны быть в одной плоскости, а нулевая точка шкалы должна в точности соответствовать верхнему обрезу втулки D. Цилиндр С, диск и шипы делаются из стали. Тренога и втулки могут быть стальными или железными. При работе прибор устанавливается на горизонтальную поверхность исследуемой почвы, и на платформу Е осторожно (без удара) ставится груз, который вместе с платформой, цилиндром, диском и шипами должен весить 10 кг. Под тяжестью груза шипы В и S будут врезаться в почву, а верхний край втулки D покажет на шкале, на какую глубину шипы врезались. Отсчет нужно делать через 30 секунд после постановки груза. В результате определения мы получим спрессование почвы в куб см или расклинивание ее до определенной глубины под давлением груза в 10 «г. Твердость почвы (сопротивление ее сдавливанию и расклиниванию) будет обратно пропорциональна легкости (величине) ее спрессования. Настоящим прибором, как и вышеописанным, в зависимости от плотности почвы можно работать при различном количестве шипдр, оставляя их всегда распо- Прибор для определения сопротивления почвы сдавливанию и расклиниванию — конструкции Н* А. Качинского 56
.ложенными симметрично. На плотных почвах, а также на каменистых и с древесными корнями нужно работать с одним центральным шипом. Наконец можно изменять нагрузку, которая ставится на платформу. Легко представить себе почвы (например сильно переувлажненные), у которых сопротивление сдавливанию, а тем более расклиниванию будет столь ничтожно, что шипы врежутся в них на всю глубину под тяжестью одной движущейся части прибора без груза. Поэтому очевидно, что данный прибор может применяться лишь на почвах, сопротивление сдавливанию которых (спрессование на 7 кв. см), лежит за пределами веса движущейся части прибора (платформа, цилиндр (диск, шипы). Однако столь легко деформирующиеся почвы — явление крайне редкое. Необходимо иметь в виду, что в зависимости от степени смо- ченности почвы сопротивление ее сдавливанию резко меняется в чрезвычайно широких пределах. Интересно знать прочность сложения почвы в каждый данный момент. Еще лучше проследить динамику этого явления по различным стадиям увлажнения. Однако сравнивать твердость различных почв между собою можно, лишь определив ее при одной степени увлажнения этих почв. Я рекомендую для сравнительных целей определять сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию дважды: в воздушно-сухом ее состоянии и при капиллярном насыщении почвы водой. То и другое легко проделывать в монолитных почвенных образцах, предварительно доводя их до воздушно-сухого состояния или насыщая снизу водой. Работу нужно вести с достаточным контролем, так как сопротивление почвы сдавливанию на различных ее участках, как и все другие свойства почвы, резко варьирует. Прибор для определения липкости почвы—конструкции Н. А. Качинского Прибор для определения липкости почвы Для определения прилипания почвы к посторонним предметам (липкости) мною на основе идей Шюблера сконструирован специальный прибор (см. рис. 17) \ 1 На основе той же "идеи сконструированы приборы (7J) для определения липкости грунтов и почвы В. Бе&етоцым и В. Охотиным f73). 57
Как явствует из рисунка, прибор представляет собою видоизмененные чашечные весы. Левая чашка весов затенена диском с площадью в 10 см2 (см. на рисунке А) \ Диск с 'подвесным стержнем в точности уравновешивает правую чашку весов с алюминиевым тигельком определенного веса. Подвижной стержень благодаря винтовому скреплению В можно по желанию удлинять и укорачивать. Стержень, подпирающий коромысло прибора, неподвижен, так что коромысло в отличие от весов имеет постоянную высоту установки. Арретир же поднимает и опускает другой стержень, который с помощью двусторонних развилок (с) то поддерживает коромысло в покое, то, опускаясь, дает возможность ему колебаться. Прибор устанавливается на железной или чугунной ппастинке, которая кладется на, горизонтальную поверхность исследуемой почвы. Коромысло его поддерживается развилками С и находится в покое. Удлиняя или укорачивая подвесной стержень, приводим в полное соприкосновение почву и диск А так, чтобы диск (А) с подвесным стержнем (В) стоял на почве и имел возможность погружаться в нее до глубины 1 мм, не выводя весы из равновесия. Сверху на диск на 30 секунд кладем гирю, которая вместе с диском и подвесным стержнем должна весить 200 г. Диск прилипает к почве (вернее почва к диску). Снявши гирю, сыплем из песочницы в тигель на правой чашке весов чистый кварцевый песок. Песок должен сыпаться тонкой струйкой. В момент, когда вес песка превысит силу прилипания почвы к диску, диск оторвется2. Взвесив песок (на данном приборе или на других весах), мы получим силу прилипания почвы к диску на площади в 10 кв. см. В дальнейшем получаем величину прилипания ч сантиметро-граммах. При определении прилипания нужно следить, чтобы диск ложился на почву строго параллельно ее поверхности и прикасался бы к ней всей своей поверхностью. При отрыве от почвы он должен подниматься вверх строго горизонтально, отрываясь от почвы всей поверхностью сразу, а не по частям. ^ При несоблюдении этих условий результаты исследования могут получиться искаженными. f Кроме того необходимо учитывать, что прилипаемость почвы находится в прямой и тесной зависимости от ее смоченности. Прилипаемость воздушно-сухой почвы близка к нулю. По мере нарастания влажности до полной влагоемкости эта способность будет возрастать, а при дальнейшем увеличении влажности снова падать. Поэтому, определяя силу притипания почвы, нужно учитывать ее смоченности. Если мы задаемся целью сравнительного изучения этого свойства для нескольких почв, то изучать его нужно в почвах при одной степени смоченности. Мне представляется целесообразным опре- 1 Ввиду того что липкость тяжелых почв при капиллярном насыщении достигает больших оазмеров, для отрыва от почвы диет в 10 кв. см требуется весьма значительный rpvs (до 100 з и более). Что^ы ослабить это усилие, я в новой партии приборов делаю диски для прилипания с площадью лишь в 5 кв. см 2 Применить песок вместо употреблявшихся мною разновесок порекомендовал мне С. А. Захаров. Применение цесіса значительно ускоряет работу 58
делять прилитаемость в почвах при капиліярном их насыщении водою Эта степень смоченности близка к той, при какой часто производят обработку почвы Знание силы прилипания почвы в этот момент помимо теоретического имеет и практическое значение Изучение можно вести на тех же монолитных образцах, которые мы рекомендовали брать для изучения влагоемкости почвы, сопротивления ее сдавливанию и расклиниванию и т д. Для верности определения чрезвычайно важно, чтобы поверхности испытуемой почвы была ровно срезана и подведена горизонтально к диску прибора. На монолитном образце эти требования иногда трудно бывает осуществить Для облегчения и уточнения работы я предлагаю следующий вариант метода. Из капиллярно насыщенного монолита почвы берутся ненарушенные образцы в «сетки», употребляемые к стаканам Геммерлинга-Сабанина «Сетка» представляет собою медный цилиндрик с сетчатым дном Диаметр цилиндра—¦ около 6, высота — около 2 см. Внутрь на сетку укладывается ікружок фильтро вальной бумаги Цилиндр устанавливается на поверхности почвы (монолита) и соответствующим деревянным шомполом легко вгоняется в капиллярно насыщенную почву, пока сетка не ляжег на поверхность почвы Далее ципиндр окапывается ножом и вынимается с некоторым запасом почівы Излишек почвы вровень с краями цилиндра срезается острым перочинным ножом; поучается правиіь- ный плоскостной срез Цилиндрик с почвой подводится под диск прибора, и определение липкости производится, как бы то описано выше Чтобы быстро устанавливать цилиндры на определенное место под диском, под прибор подкладывается белый лист бумаги или картона, а место для диска (круг) очерчивается карандашом. При определении цилиндрики нужно придерживать рукою, иначе при большой лиіпкости почвы они могут быть подняты диском на воздух. В тех же цилиндриках весьма удобно определять липкость грунта или разрушенной почвы, для чего нужно замесить почву с водою и вмазать ее в цилиндрик, уложивши предварительно на сетку кружок фильтровальной бумаги. Образцы с почвою или фунтом после определения их липкости нужно сохранить и высушить (до воздушно-сухого состояния) Высохшая почва с'ежится, отстанет от стенок цилиндрика и легко будет выниматься из цилиндрика вместе с листком фильтровальной бумаги Промерив диаметр сетки (нужно брать 4—5 промеров по разным направлениям) и диаметр кружка сухой почвы, мы сможем вычислить набухание почвы или грунта при увлажнении ее от воздушно-сухого до капиллярного насыщения водою Набухание вычисляется в процентах прироста об'ема при увлажнении к об'ему воздушно-сухой почвы Определения липкости, как и все другие, нужно производить обязательно с достаточным контролем, так как прилипание почвы к посторонним предметам будет варьировать в зависимости от большей или меньшей гумификации на отдельных пятнах почвы, от присутствия камней, корней, растений, смены механического состава, пустот и пр. Перед каждым определением нужно проверить чистоту диска В главе третьей приведены величины этого свойства, определенные с десятикратным контролем. Необходимо отмечать, из какого материала сделан рабочий диск прибора, что также скажется на силе прилипания почвы. Мы даем к 59
прибору набор дисков: деревянный (дуб), железный, стальной, медный. Прилипание почвы к предметам данного состава может быть интересно теоретически и важно ори решении практических задач. Для сравнения силы прилипания различных почв нужно употреблять диск одного состава, например стальной. С некоторым ущербом для точности описанный нами прибор можно значительно упростить, использовав для его приготовления обыкновенные аптекарские весы. В этом случае одну чашку весов заменяем чашкой с плоским дном, а подвесные шнуры для этой чашки удлиняем с таким расчетом, чтобы дно чашки в момент покоя весов касалось почвы. Коромысло вешаем на массивную подставку. Набухание почвы Иногда представляет значительный интерес определение изменения об'ема почвы при набухании. По понятным причинам это свойство желательно определять в образцах почвы с ненарушенной структурой и по возможности в естественном ее (почвы) залегании. Я предлагаю следующий простой способ изучения данной величины. Для определения употребляются металлические скобочки, которые в натуральную величину изображены на рис. 18. Эти скобочки врезаются в почву двумя остриями (см. I) до тех пор, пока верхняя их плоскость (см. II) не ляжет на поверхность почвы. Скобочки расставляются в поле или в лаборатории в монолитном образце на определенных расстояниях по тем направлениям, изменение которых при набухании нас интересует. Промерив расстояние между скобочками в момент установки и после при различных степенях увлажнения почвы, мы будем иметь величины, характеризующие изменение об'ема почвы, происходящее в процессе набухания. Трещины, образующиеся в почве при про- сыхании, нужно измерять и поперечник их вычитать из промеров почвы, характеризующих ее с'еживание. В поле скобочки на исследуемом участке можно оставить в течение всего сезона наблюдений, периодически измеряя и записывая расстояние между ними. Это особенно ценно для познания процесса набухания, так как он зависит щ только от смоченности почвы, но и от длительности ее увлажнения. При изучении набухания почвы в лаборатории мы врезаем скобочки в монолит почвы на границах отдельных генетических горизонтов, подгоризонтов и в пределах их. Последующие наблюдения покажут нам, в какой wnepe набухает и с'еживается каждый горизонт и подгоризонт почвы. При этом можно исходить от воздушно-сухой почвы и потом ее увлажнять или наоборот врезать скобочки в сырую почву и следить за сокращением ее при просыпании, Изменил? офещ Скобочки для определения набухания почвы
Почвы при набухании вычисляется й процентах от обема воздушному- хой почвы. Л Нужно иметь в виду, что изменения об ема почвы в связи с наоу- хамем, наблюдаемые в природной обстановке и в монолитных образцах, будут различны. В поле при набухании почва мало может расширяться в стороны, так как во всякой точке ее стремление к расширению будет уравновешиваться совокупным давлением смежных? слоев. Расширение почвы в этом случае будет иттм за счет внутренних "У" стот, которые выполняются набухшей почвой Вверх (в открытую сторону} почва может свободно расширяться, не встречая препятствия Это подтверждается наблюдениями, проведенными на вертикальных стенках почвенного разреза. С глубиной изменения в об'еме постепенно затухают, что вполне понятно, так как расширению нижних слоев препятствуют вышележащие ^ Монолитный образец при удалении крышки и стейок ящика может свободно расширяться в стороны и вверх, и потому изменение об'ема почвы здесь наблюдается в значительно больших пределах, чем в полевой обстановке. Это обстоятельство нужно іиметь в виду, но оно нисколоко не умаляет ценности работ, проведенных с монолитными образцами: в результате этих наблюдений мы получаем представление о потенциальной энергии почвы, направленной к расширению при набухаиии. В природной обстановке почва мало расширяется в стороны, встречая сопротивление соседних слоев, и потому приходит в состояние внутреннего напряжения, о котором я неоднократно писал в предыдущих своих работах. Другим методом определения набухания почвы является тот, какой я описал в главе о липкости. В зависимости от условий и обстановки можно пользоваться и тем и другим методом. В лабораторной обстановке імне представляется более простым и более точным метод вырезки цилиндрических почвенных образцов. Он тем более осуществим, что образцы будут вырезаны уже для другой цели (для определения липкости), а для определения набухания остается только просушить и промерить их. В полевой обстановке (при стационарных почвенных работах) целесообразнее применять метод скобочек. Результаты своих наблюдений тд изменением об'ема почвы при набухании я печатаю в статье «Водопроницаемость почвы и новый (диференциальный) метод ее определения», а также в главе III настоящей книги. Здесь же лишь укажу, что предел колебаний этих изменений для различных почв и их горизонтов, наблюдаемый мною, чрезвычайно широк: он колеблется от долей процента до 20—22%. В заключение еще раз вернусь к использованию монолитных почвенных образцов, взятых для изучения физических свойств почвы. Желательно, чтобы все намеченные свойства были определены на одном и том же образце, тогда полевая и лабораторная работа значительно упрощаются. Я применяю такой порядок в изучении свойств почвы. 1. На воздушню-сухом образце определяется сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию. 2. Образец насыщается капмллярно водою. 3. На капиллярно насыщенном образце, экономно расходуя его 1 Для указанной цели ящик нужно делать на крюках, на винта* или на прямых шипах. бі
площадь, снова определяется сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию. 4. Методом определения /влажности почвы устанавливается (по горизонтам, как и все другие определения) капиллярная ее влагоем- кость. 5. Цилиндрами с сетками берутся образцы для изучения липкости почвы. 6. Высушивая образцы в цилиндрах, определяем набухание почвы. Механический состав почвы Для познания свойств почвы механический состав ее нужно определять обязательно с учетом ила, помня о том, какую важную роль он играет во всех почвенных процессах. Имея результаты такого анализа (с илами), мы сможем правильнее об'яснить и расценить такие величины, как максимальная гигроскопичность почвы, ее скважность, влагоемкость, липкость и т. д. А между содержанием ила в почве (частиц 0,001 мм) и максимальной ее гигроскопичностью существует прямая и высокая коррелятивная связь (см. результаты анализа в табл. 17 и 21). Мы не вели самостоятельной работы по методике учета механического состава почвы и потому пользуемся может быть несовершенными, но наиболее распространенными методами Сабанина (74—76), Фадеева-Вильямса (77—79) и Робинзона (80—83). Структура Структура, как мы отмечали выше, суммирует в себе воздействие всех химических и физических свойств почвы, поэтому изучение ее является исключительно важной, но еще мало разработанной задачей. Подходить к разрешению вопроса о структуре можно различно, интересуясь формой м размерами структурных отдельностей (Захаров (3) и др.), соотношением в почве отдельностей различной крупности (Wollny (84—85), Stahl-Schroder(86), опытное поле Тимир. (б. Петров.) акад. (36), Некрасов (37), Квасников (84), прочностью структурных отдельностей в сухом и смоченном состояниях, причинами, обусловливающими их форму и прочность (Геммеряинг, Соколовский (88), Гед~ ройц (89), Тюлин (90), Симаков (91), Паввлов (134) и др.) к т. д. При изучении физических свойств почвы в пределах намеченной программы мы интересуемся формой, размерами и прочностью структурных отдельностей. Форма структурных отдельностей описывается применительно к схеме С. А. Захарова. Размеры их устанавливаются! отсел- вание.м на ситах, а прочность—-в результате размывания водой применительно к методике А. Ф. Тюлина. Сведения, полученные в результате таких определений, далеко не исчерпывают вопроса о структуре, но они дадут нужный материал и для понимания! отдельных физических свойств 'почвы (как например скважности, водопроницаемости, воздухопроницаемости и т. д.) и для оценки почвы в целом. 3. МЕТОД ОПИСАНИЯ И УЧЕТА КОРНЕЙ РАСТЕНИЙ В своей работе «Корневая система растений в почвах подзолистого типа» я описывал предложенный мною валовой метод учета корней. 62
Этот метод дает возможность фиксировать корни в определенных почвенных слоях и точно учитывать их массу. Но для территориальных почвенных обследований описанный метод слишком громоздок, и потому я предлагаю несколько менее точный, но сильно упрощенный и легко осуществимый его вариант. В комбинации с американским траншейным методом предлагаемый нами метод описания и учета корней сводится к следующему. На выбранном для исследования целинном или залежном участке почвы тщательно описывается ботанический состав растений. Выделяются растения, главенствующие на данной площади и наиболее интересные в сельскохозяйственном отношении. Закладывается разрез для описания почвы. Им же пользуются для исследования корневой системы растений. На вертикальной стенке свежего почвенного разреза отпрепари- ровываются ходы корней наиболее интересных для нас растений. Препарирование начинается от стеблей и распространяется вниз и в стороны. Работа производится небольшим ножом или етамезкой. Почву нужно отваливать небольшими глыбками, причем корни должны оставаться как бы влипнувшими в стену и ни в коем случае не менять своего положения. По мере обнажения корней их нужно прикреплять к стене небольшими проволочными скобочками. Учесть все корни при такой работе не удается. Но основные тяжи и главные ответвления, характеризующие тип корневой системы, вполне можно сохранить. Во время работы ведутся тщательные наблюдения над количеством корней в отдельных слоях, над характером их ветвления, опушения, распространения в пустотах и трещинах и т. д. Параллельно берутся образцы для заспиртования, производятся зарисовки и фотографирование. В результате раскопок корневая система растения должна предстать перед нами в профиль, вдавленной в разрез по месту естественного ее залегания. При тщательной работе можно сохранить все тонкости в развитии корней. Для удобства зарисовок целесообразно применять железные или деревянные рамки-квадраты со стороною1 в 50 см. Внутри этих рамок через каждые 10 ел в двух перпендикулярных направлениях натягиваются проволоки, образующие ряд квадратиков со стороною в 10 от. На углах рамок делаются петельки для подвеса. Рамка прикладывается, начиная сверху, на разрез 'почвы в районе отпрепарированных корней. Гвоздями через подвески рамка прикрепляется (подвешивается) к почве. После этого корни зарисовываются по отдельным квадратам сетки. Закончив зарисовку площади, покрытой рамкою, рамку переносят на новое, соседнее место и т. д., пока не зарисуют весь разрез. Для более удачного фотографирования яму нуж:но делать просторнее, а корни перед фотографированием окрашивать кистью в белый цвет (обыкновенными белилами). Обширный материал по исследованию корневых систем растений в различных почвенных типах мы подготовляем к печати в самостоятельном издании. Здесь же для иллюстрации характера работы привожу лишь один снимок отпрепарированной корневой системы кукурузы. Работа выполнена мною и Д. Д. Осиным на западнопредкаівказском выщелоченном черноземе. Снимок характеризует общий габитус корневой системы кукурузы, ширину (175 см) и глубину (220 см) ее распространения. 63
Для суждения о ширине захвата корневой системы и о характере распространения ее в стороны полезно проделать и горизонтальные раскои/ки корней. Такие раскопки (до глубины около 40 см) дадут представление о распространении корней в плане. При раскопках не нужно ограничиваться одним экземпляром, а распространять свои наблюдения на несколько растений: это гарантирует от возможности случайных ошибок. На рис. 20 приводится фотографический снимок с отпрепарированной в плане (в горизонтальном направлении) корневой системы березы. Работы выполнены нами на серых лесных землях близ Старожиловского опытного поля. Корневая система кукурузы в западно-предкавказском выщелоченном глинистом черноземе Раскопки позволяют нам составить представление о 'габитусе корневой системы растений, но не дают возможности учитывать ее массу. Для последней цели нужно вырезать из отдельных горизонтов почвы определенный ее об'ем и в нем учитывать корни. Наиболее точный учет получится, если мы -вырежем весь столб почвы, соответствующий (растению, но это осложняет работу. Можно итти иным путем: вырезать среднюю пробу из слоя почвы и потом на основе ее характеризовать весь слой. Опыт показал мне, что, имея достаточное количество' даже небольших по об'ему проб, можно вполне удовлетвори-' тельно дать такую характеристику и составить представление о массе корней в данном слое почвы. Пробы мы берем вышеописанным моим цилиндром, причем берем их для изучения удельного веса скелета почвы и ее скважности и лишь после использования для этих целей употребляем почву для отборки 64
корней. S результате работы получаем количество корней в огіределей- ном об еме данного горизонта и следовательно можем вычислить массу их во всем горизонте, наиболее важны мелкие деятельные корни, а они предлагаемым мною методом учитываются достаточно точно. О крупных корнях при такой работе придется судить на основе раскопок. Если работа ведется в лесу, то место для исследования нужно выбирать между стволами, а не около них, чтобы избежать попадания в прибор крупных корней. Корни и органические остатки из почвы (в лаборатории), нужно выбирать пинцетами, постепенно размельчая структурные отдельности. Отобранные корни помещаются в стеклянные стаканы и ополаскиваются водою, чтобы освободить их от пыли и кусков почвы. Корни березы в стирепарироианнэм виде — в плане (серая глинистая, лесная земли) Оставшуюся от отборки почну промываем водою (при комнатной температуре) на металлическом сите в 0,25 мм и вылавливаем корни, ускользнувшие при отборке. Почву и промывные воды пропускаем скбозь сито до тех пор, пока перестанут обнаруживаться корни. В результате отборки и отмывки должны получить следующие фракции: 1) стеблевые остатки, 2) корневища, 3) живые корни (их легко узнать по цвету и строению), 4) мертвые корни, 5) органические остатки, в которых нельзя узнать определенных частей растения (сюда же войдут семена из почвы). Живые корни целесообразно разделить на опушенные и неопу- шенные корневыми волосками, а когда этого нельзя сделать, нужно установить хотя бы несколько градаций корней, различающихся по диаметру, например корни с диаметром <С 0,5 мм и больше этой величины. ' і ¦ | ! Все собранные фракции высушиваются в термостате до постоянного веса и взвешиваются. Собранный материал даст представление: .1) о характере распространения корней растений в почвенной толще, 5 Изучение фжэні. caolon юівы. 65
2) о массе корней растений, 3) об интенсивности разложения в почве корневых и стеблеяых остатков. На основе же всего этого мы получим дополнительную, весьма важную характеристику свойств почвы. Целесообразно приурочивать еыемку корней к какой-либо определенной стадии развития растений, например к периоду цветения (на целине и залежи — к периоду цветения наибольшего числа занимающих участков растений), но при территориальных почвенных обследованиях это выполнить не возможно. Ввиду означенного я считаю особенно важным изучать корневую систему на целинных и залежных участках, где корневая система формировалась в течение многих лет, в силу чего можно составить о ней представление при раскопке в любой момент вегетационного периода Выемки корней, произведенные на разных почвах в разное время, дадут несколько ограниченное право на сравнение массы корней в этих почвах, но характер распространения корней по генетическим горизонтам почвы, что особенно важно, будет учтен безусловно правильно. 4. О ДИНАМИЧНОСТИ И ВАРЬИРОВАНИИ СВОЙСТВ ПОЧВЫ Условия производства территориальных почвенных обследований вынуждают почвоведа посещать описываемый им разрез почвы один раз—в момент описания. Добавочные физические исследования при территориальных работах мы можем производить также один, максимум два раза за сезон для каждого намеченного к изучению разреза. Учитывая возможную динамичность физических свойств почвы, уместно поставить вопрос о ценности и целесообразности этих добавочных исследований. Попытаемся дать ответ на поставленный вопрос. Как всякий организм, рочва живет и изменяется во времени. В признании этого факта есть радость и горе исследователя. Радость — в возможности познания живой жизни. Горе — в крайнем осложнении методов познания почвы в связи с динамичностью явлений, протекающих в ней. Так или иначе, но считаться с фактом изменяемости почвы во времени необходимо, и этот вопрос в настоящее время интенсивно разрабатывается. Мы находим многочисленные работы по динамике питательных веществ, например азота и фосфора. Есть интересные работы, касающиеся динамики перегноя в почве (92—94). В последнее время подвергнуто серьезному сомнению постоянство даже такого казалось бы стойкого свойства почвы, как емкость поглощения (95—101). На очереди вопрос о физических свойствах почвы, о их динамичности и в сзязи с этим о методах их изучения. В предыдущих своих работах я уже указывал, что основные физические свойства почвы, которые в значительней мере предопределяют и питательный, и водный, и воздушный ее режимы, принято считать константными, в связи с чем для целинных и залежных почв их обычно определяют один раз. В действительности это далеко не так. Высыхая и увлажняясь, почва претерпевает ряд изменений, сказывающихся на большинстве ее физических свойств. Высыхая, она с'еживается, трескается, дает начало структурным отдельностям. Увлажняясь, в большей или меньшей степени набухает, заплывает, обесструктуривается. Меняется ее об'емный вес, а в связи 66
t ним и скважность — общая, капиллярная и некапиллярйая. Резко, иногда в десятки раз, меняется водопроницаемость, а следовательно и воздухопроницаемость почвы. Меняется даже такое наиболее константное физическое ее свойство, как влагоемкость. Для почв свежераспа- ханных все эти явления Сыли давно подмечены и ни в ком не вызывали сомнения, ибо искусственно поднятая, взрыхленная почва в дальнейшем естественно должна уплотняться и менять свои физические свойства (подробную проработку этого вопроса мы находим в исследованиях опытного поля Тимирязевской с.-х. академии (36, 37). Для почв же целинных и залежных и для глубинных горизонтов распаханных почв мы аналогичных работ не имеем, а имеем лишь отдельные отрывочные указания. Так еще Н. Бурмачевский указывал на изменение в связи с увлажнением об'ема почвы и ее скважности (28). Аналогичные указания находим позже у проф. Коссовича (6), у автора настоящей книги (35), у В. А. Желиговскогб (39), у проф. Л. И. Прасолова и Н. Н. Соколова (102—103) и у некоторых других. Известны изменчивость во времени влагоемкости (Сакс, Габер- ландт(104), Бараков (105), Лебедев (106) и водопроницаемости, а следовательно и воздухопроницаемости почвы (Зеельгейм (107), Бараков (105), Лебедев (106), Качинский (12). Все отмеченные отрывочные указания не нашли дальнейшего развития в методах изучения жизни почвы. Лишь единичные свойства, как водопроницаемость, подверглись более детальной проработке \ Обычно для целинных почв физические свойства определяются один раз, и в дальнейшем полученными величинами пользуются как константами. Нами пока в значительных деталях проработана динамичность водопроницаемости2. Для исследования динамики остальных физических свойств целинной подзолистой почвы нами совместно с Т. Л. Ривкинд и 3. П. Коробовой на территории опытного поля Московской областной с.-х. опытной станции была поставлена специальная работа. На зацелинив- шемся участке (непаханном 23 года) ежедекадно, по возможности с включением всех времен года, определялся комплекс физических свойств почвы. В виду прекращения почвенных работ в Собакине- опытном тема была прервана ранее окончательной ее проработки. Тем не менее удалось собрать значительный материал и по этому вопросу. Здесь для уяснения динамичности физических свойств почвы я привожу лишь часть собранного материала, а весь он, с включением математической обработки, сверен и печатается в статье нашей сотрудницы Т. Л. Ривкинд «К вопросу о динамике физических свойств почвы», («Почвоведение», 1931 г.). Наблюдения проведены на среднеоподзоленной, тяжелосуглинистой почве в Собакинё-опытном, Московской области, б. Звенигородского уезда. Исследуемое угодие — двадцатитрехлетняя, ежегодно окашиваемая залежь. Каждый раз для исследования выбирались наиболее типичные, однородно залегающие площадки размером в 3 кв. метра. 1 На VI Всесоюзном с'езде почвоведов мы заслушали интересный доклад М. С. KyjbMHHd о его работах в почвенн >м огдеіе Саратовскоі с-х. опытной сга'ции. Докладчик так/ке указывал на динамичность некоторых физических свойств солонца, южного чернозема и каштановой почвы. 2 Подробные доклады о водопроницаемости почвы были сделаны мною на заседаниях V и VI Всесоюзных с'ездов почвоведов. В непродолжительном времени доложенный материал должен выйти отдельной кньжкой. *• 67
Для большей надежности работа велась параллельно двумя, а иногда тремя приборами. Во взятых образцах определялись: а) влажность, Ь) удельный вес твердого субстрата почзы, с) удельныл вес скелета почвы, dj скважность (общая, капиллярная и некапилляр'ная), е) влаго- емкость (полная и капиллярная) и fj максимальная гигроскопичность. На той же залежи моим диференциальным методом определялась водопроницаемость почвы. Удельный вес скелета почвы, скважность и влагоемкость каждым прибором определялись с десятерным контролем, влажность с двадца- терным, водопроницаемость при наличии 100—120 позторностей. Для определения максимальной гигроскопичности и удельного веса твердого субстрата почвы образцы брались из цилиндров Качинско-го после использования их для определения общей скважности. Почва из десяти цилиндроз тщательно пгремешшалась, бралась средняя проба, и означеяные выше величины определялась с дзойньш-чгтзер'ным контролем. Весь собранный материал подвергнут математической обработке. Прежде чем приводить результаты исследования, зададимся вопросом: каких конкретных изменений в физических свойствах почвы мы можем ожидать в течение года и какие из этих изменений мы можем уловить нашими методами? Исследования проводились на старой, долголетней залежи, где должна была отсутствовать механическая осадка почвы во. времени. Следовательно изменяющими факторами должны быть растение, температура и особенно влажность. Изменения, проистекающие от влияния растения на столь старой залежи, едва ли сильно скажутся в течение одного сезона. Колебания температуры в вегетационный период заметно скажутся только на водопроницаемости, интенсивность которой понижается вместе с температурою. Зимой низкая температура изменит большинство физических свойств. Замерзшая вода раздвинет почвенные частицы. Об'емный ©ее скелета почеы станет меньше. Скважность ее сильно возрастет. Должна возрасти и влагоемкость1, так как вода может размещаться в увеличенных скважинах и в том числе в некапиллярах. Резко изменится и водопроницаемость, величина которой будет зависеть от количества 'воды, замерзшей в почве (40). Весной при оттаивании свойства почвы будут стабилизироваться, возвращаясь к исходному положению. Но ив течение вегетационного сезона они могут изменяться и, как указывалось выше, главным образом от колебания влажности почвы. При нарастании влажности почва будет набухать и в поверхностных горизонтах расширяться. Удельный вес ее скелета будет падать; общая и капиллярная скважность нарастать. Некапилляры будут сокращаться, трещины и крупные пустоты заплывать, заживляться. Сообразно с этим будет резко ухудшаться водо- и воздухопроницаемость почвы. Может уменьшиться и влагоемкость. В наиболее ощутимой форме подобные изменения в почзе будут наблюдаться в периоды избыточного увлажнения: ранней весной и поздней осенью, когда и территориальни-к-почвовед и земледелец- практик меньше всего работают с почвой. * Еслі можно гоао,П'.ть о влагоемкое и при наличии мерзло' подл. 68
В засуху все отмеченные процессы в почве примут обратный характер: почва будет сжиматься, трескаться, уменьшать общую и капиллярную скважность и т. д. При промежуточных степенях увлажнения и свойства ее будут иметь среднюю выраженность. Изменения их при этом должны быть малы. Некоторые из означенных изменений в физических свойствах почвы легко фиксируются нашими методами работы. Особенно чутка в этом отношении водопроницаемость, величина которой в связи с раз* личною влажностью почвы может для некоторых почв, как подзолистые, изменяться в десятки раз. Легко можно учесть и изменения в удельном весе скелета почеы, а следовательно и ее общей скважности. Но наиболее интересные изменения в величинах капиллярной и некапиллярной скважности не могут быть учтены принятым ныне методом сколько-нибудь правильно. Причина понятна. Капиллярную скважность мы находим, насыщая почву водой. Почва в этих определениях фигурирует всегда одинаково мокрой, а не той сухой почвой, какую мы могли взять в поле. Сюда же добавляются все ненормальности стр-едегенкя, о каких я писал выше. Следовательно главное внимание наше помимо бесспорно изменяющихся водо- и воздухопроницаемости нужно сосредоточить на удельном весе скелета почвы и на общей ее скважности. Теперь обратимся к таблицам 10, 11 и 12, в которых сведены результаты 'наблюдений. Обозначение математических характеристик в таблицах то же, что и отмечалось выше. В смысле колебания влажности почвы отмеченные годы наблюдений оказались малоудачными. Влажность почвы колебалась в весьма широких пределах (для А0 от 28,1 до 50,7%), но тем не менее почвы, которую можно было бы назвать просушенной, мы не имели и потому не охватили Есех возможных вариантов в изменении физических свойств. Сделаем несколько общих замечаний относительно приведенного материала и потом перейдем к Еопросу о динамике. Все приведенные в таблицах величины за исключением некааитлярной скважности определены с вполне достаточной точностью. Показатель точности опыта Р редко поднимается до. 3—4%, колеблясь в среднем около 1,5—2%. Отчетливо выявляется свойство каждого из двух сравниваемых горизонтов. Удельный Бес твердого субстрата почвы и ее скелета, как и нужно было ожидать, больше в малогумусовом, более уплотненном подзолистом горизонте. В соответствии с последней величиной скважность почвы (общая и капиллярная) значительно больше в пахотном слое., (приблизительно на 10°/с). Более высока в этом слое (на 16%) и влагоемкостьо что нужно об'яснять большей гумозностью и скважностью пахотного ¦слоя. Максимальная гигроскопичность А0 превышает на 0,54% аналогичную величину А2. Принимая во внимание, что содержание ила (частиц <С 0,001 мм), как увидим выше,, больше с А2, повышенную гигроскопичность А0 нужно об'яснить также его гумозностью. Совершенно нереальной, а для некоторых сроков просто абсурдной получилась величина некапиллярной скважности, причиной чего является дефективность метода ее определения. Показатель точности определения этой величины также весьма фантастичен. Тем не менее 69
Из наблюдений 1927/28 г. Динамика физических свойств средн?оподзоленной, ДАТА 1927 Г. 15/VI . . . 30/VIII . . 10/XI . . . 13/XII . . 1928 г. 31/1 .... 21/111 . . . 7/V ... 12/VII . . . 1927 г. 16/VI . . . 31/VIII . . 11/XI . . . 14/XII . . . 1928 г. 22/Ш . . . 8/V . . . 13/VII . . Горизонты- Глубины в см ю cn" 1 CN* »Я 3 я о X с 1 © t О- CN 1 •Я 2 о я к о « о с 1 Абсолютная влажность почвы в % на сухую навеску М •Ю,8 28,1 39,3 35,1 50,7 47,8 35,5 31,7 17,9 16,2 23,2 21,7 19,4 20,7 19,5 т (±) 0,51 0,31 1,0 0,45 2,23 1,72 0,47 0,40 0.37 0,29 0,53 0,47 0,38 0,56 0,39 Р (±) 1,66 1,10 2,54 1,28 4,40 3,60 1,32 1,26 2.07 1,79 2,28 2.17 1.96 2,71 2,20 56" СЧ > 4,5 10,67 3,82 6,84 1,03 11 С t 1,62 ,67 >,іі {,83 TF% 100,0 100,0 100,0 100,0 69,1 100,0 100,0 96,4 100,( Удельный вес твердого субстрата почвы М 2,63 2,59 2,62 2,61 2,58 2,57 2,60 2,60 2,66 2,65 2,67 2,68 2,68 2,66 2,66 т (±) 0,016 0,009 0 0,007 0,010 0,020 0 0 0 0,012 0,007 0,010 і 0,016 0 0 р <±) 0,61 0,35 0 0,27 0,39 0,78 0 0 0 0,45 0,26 0,37 0,60 0 0 1 га сч 2,22 3,33 1,43 2,50 0,45 0,83 1,43 0,83 0 w% 97,2 99,9 85,2 98,8 34,5 59,5 85,3 59,5 0 1 Цифры, набранные жирным шрифтом, характеризуют мерзлую почву. 70
Тиб ица 10 тяжелосуглинистой почвы. Многолетняя залежь х УДЕЛЬНЫЙ ВЕС СКЕЛЕТА П О Ч :< Ы Геммер/ М 1,37 1,24 1,27 1,27 — — 1,32 1,24 1,70 1,59 1,65 1,56 — 1,58 1,50 т (±) 0,01 0,01 0,0 0,02 — — 0,0! 0,02 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 П Р и [инга-Сабанина Р <±> 0,73 0,81 1,57 1,57 — — 0,76 1,61 0,59 1,26 1,21 1,28 — 1.27 1,33 * 5 '. + * s 1 :> 9,29 1,36 0 5,00 2,14 3,21 w% 100,0 82,9 0 100,0 96,6 99,9 М 1,33 1,23 1,15 1,23 0,89 0,97 1,20 1,16 1,63 1,59 1,53 1,52 1,52 1,53 1,50 б К ач т (±> 0,02 0,04 0,01 0,03 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,02 0,02 0,01 0,02 о и н с к р (±) 1,58 3,25 0,87 2,44 3,37 2,06 0,83 0,86 0,61 1,26 0,65 1,32 1,32 0,63 1,33 Р ого 11 + 5? 1 "" |> 2,22 1,9 2,50 8,1 2,22 1,82 2,73 0,45 *0 ы ТИ„ 97,2 94,1 98,8 100,' 97 2 93,0 9',И 34,5 0 Опытного поля ТСХА М _.. 1,24 — 1,20 — — 1 26 — — — 1,50 __, — — т (±) — 0,01 —' 0,02 — — 0,02 — — — 0,01 — — р (+) — 0,81 ш 1,67 — — 1,59 — — —— 0,67 — — — 71
Из наблюдений 1927/28 г. Динамика физических свойств среднесподзолвнной, Дата 1927 г. 15/V1 . . 30/VIII . 10/XI . . 13/XI . . U23 г. 31/1 . . . 21/III . . 7/V . . 12/VII . . 1927 г. 16/VI . . 31/VIH . 11/XI . . 14/XII . . 1S28 г 22/Ш - . 8/V . . 3/ViI . г-1 31 *C a. .* UL <o 1 1С (- о ^ ? f- 3 u о en < С К О б іч а II р и 6 о Геммерлинга-Сабаиина М 47,41 >2,51 т (±) 0,49 0,33 ">і,260,78 31,1^ — — 0,59 — — 9,350,51 V2,15,0,59 1 *6,13 40,18 і8,10 41Д — Ю,<* 43,7." 0,48 0,71 0,57 0,85 — 484 ),74 Р (±) 1,03 ),63 1,52 1,15 —. — 1,03 1,13 1,33 1,77 1,50 2,05 — ¦2,06 1,71 *—¦ 8,61 1,4 0.С7 4,73 2,29 3,23 ТР/( 100,0 80,3 5,7 1С0 97,6 99,9 В А Ж я 1 Р Ы Качинсі ого М 48,88 52,7- )5,66 V2,86 65,69 т (±) 0,82 1,62 Р (±) ^ Is |\ 1,6Ь 3,07 0,400,72 1 1,23 1,31 62,80 53,81 55, й4 18,71 40,24 2,33 1,99 0 88 1/0 0,46 0,55 0,52*0 94 0,44 0,62 42,560,о9 2,82 42 98 И,45 0,7 0,59 0,44 43,08 0,87 1,14 1,54 0,92 1,82 1,37 1,09 1,99 2,18 1,71 2,14 7.U 2,01 3,18 0,28 0,20 Т7°/, 96.1 91,2 96,7 100,( 95, е 99,9 22,( 16,* Опытна го тля ТСХА М — 52 1,' — Ji,C9 — — 31,58 — — — 43,46 *^^ - — — — т + > - ОД - 0,65 — — 0,08 — — •""¦¦ ! Р ш 1 0,57 — і,2і; — і __ і 1,32 — 0,400,91' " — - — ¦ ¦ і Цифры, набранные жирным шрифтом, характеризуют мерзлую почву. 72
Таблица 11 тяжелосуглинмстоЯ почвы. Многолетняя залежь ' н о с т ь в % Капиллярная П р и о о р Геммерлин а-Сабан><на М 48,31 50,89 49,15 50,9! 49,19 53,49 33,05 34,30 38,99 38,14 36,73 37,70 т ±; 1,-08 0,60 1,46 0,54 0,-82 0,63 1,2Л 0,52 0,37 0,74 1,00 0,63 р (+) 2,24 і,;8 2,97 1,06 1,67 1,18 3,78 1,52 0,95 1,94 2,72 1,67, 2,08 1,2и 1,13 0,93 7,33 1,02 і 96,3 77,( 73, Ь 64,7 !00,0 68,7 Неьапиллирная Прибои Геммерлинга Сазанина М 1,61 2,11 0,28 0,16 -l,33j зд. 5,89 (-п,89 3,25 3,95 6,05 т (±) 0,96 0,56 1,10 0,55 0,81 0,59 1,2? 0,8?. 0,86 1,33 0,59 0,70 Р (±) 86,5 34,15 52,1 196,43 506,25 44,30 41,75 14,09 100,0 40,92 14,94 11,57 'Б I—• 2,45 0,41 1,49 1,8? 5,56 2,59 w% 98,0 31,5 86,8 93,2 100,0 99,0 Капиллярь . в с /о "Т ибщей Прибор Геммерлинга-Сабанина М 102,30 96,93 95,82 99,52 99,73 102,61 91,54 85,59 102,62 92,58 90,27 86, ^5 т (±) 2,02 1,06 2,14 1,07 1,65 1,15 3,53 1,93 2,30 2,87 1,43 1,47 Р 1,97 1,09 2,23 і,оь 1,65 1,12 3,86 2,25 2,24 3,10 1,58 1,70 2,33 0,46 1,50 1,48 5,6<* 2,73 W% 97,8 35,1 87,0 86,6 100,0 99,3 73
05 X Л 2 о 5 J3 н о U си эе л К 9 и и I о ж ь 2 о ев л X с Ш X U о S О и га =3 СО W0 о и О о, U К U о в *'ftf + Vl/ Q. е 1&Л lw (Т) з ? х С со и 1 С у г> ю S о о о К X с: х с 88ш + zlW/\ ZW XW * +1 в +! ъгШ+7}шЛ bw - W *¦ +1 E +! і'Ш + г1а/Д Vf -W ^ +1 8 +! 44 X N ri и у іл l J h о с и d о j CO 00 со CD СЛ о »¦ со CM со о ю со ** гч О О ю о •—t ,--* о о #ъ *¦ о о о г- ** *—1 »- ем СЛ О у-* г-* * «. ТО —-* О Ю *— со *- о *Ъ #Ъ о о со СМ 4f СО со со а> со О СО о ^ о со 00 со со" ю со о со •п* г- -J* I- СЛ со — см со СМ -^т o'd со О) Ю 00 О) ел СП со СП ее г- 8 О CD IT- ^ 00 ю со со о" 00 CD CD ел см С= ем — 00 ел со сі СО 00 00 СО -Г. 00 ОС о "см о ~ см о" о о о и> *- Л «- СП *о «± со см о* Г- СО СО <ч* о о -о—S" о -* СО СО со см 00 СО 00 со о СЛ со ^ rf CM о см см со *—' СО «- сп со — со-* "* СО •* иічніохвц — °у VIVC г-.^ ем ^. да о »- і-* t> о СО X о т-і Хс© > со в> сГ см CD со ю 00 00 ел о со ^ #ъ 1—' о ^ о *ь о о со *и см s_> ел гг ^ о ^ о #ъ о ¦«+ со v> см со ^ сЪ * »Г5 гн ел см (ft см «ь о 1 -- о о #н о см со #% см о 00 см г% о 1- |0 с^ ¦ч о г- ^t «S см со со ел ел со 00 ел о" со со со" со со о — ее О Л — о со ел ел — о см со СМ со О) СП со со со со ел см СО г- ел оо О ю со Ті С: — СО со ч* СО со см ю см см ел* ел ю ю ел ел ю со 8 со ел ем см со — со ао іЛ см см СО см о см см см см нЭ ^ I- СМ X) со со г- юш 0> OP CD 00 t*CO оо ел f-н IT СО со о ел оо о со ** со со *о - fM со ¦* со со Т1 0,70 1,78 0,84 > » со со ,0 0,84 ,20,99 0,74 см .8,0,64 СО г—1 о со о см »—11"- —.о г* ю ^ со см см № LI іі) иічі-зиігоетгпи —^^ см -^ -—- w-r-t СО Хсв. >• ^-см^--— ^¦со^-го г-< »"00»ч#
я обращу внимание на факт большей некапиллярной скважности в подзолистом горизонте. В данном случае безусловно сказывается избо- рожденность подзолистого горизонта полыми червоточинами. Переходим к вопросу о динамике. Отмечена ли изменчивость физических свойств почвы во времени? Безусловно да, и в довольно значительных пределах (см. таблицы). Изменению подвержены все свойства как пахотного слоя, так и подзолистого горизонта. Удельный вес скелета почвы колеблется до 0,44 (таблица 10,А0, прибор Качинского), скважность в отдельных случаях изменяется на 17 (таблица 11), а влагоемкость на 8% (таблица 12). Изменяются даже такие казапось бы малоподвижные величины, как максимальная гигроскопичность и удельный вес твердого субстрата почвы. Разницы в величинах между отдельными сроками (см. в таблицах W%) характеризуются в большинстве случаев весьма высоким шансом вероятности, а иногда и вполне доказаны (100%). Определения, как отмечалось выше, проведены нами с большой точностью (см. Р), разницы между отдельными сроками (W%) очевидны. Казапось бы динамика физических свойств доказана и размах ее во времени должен быть признан весьма широким. Но проанализируем детальнее таблицы. Одним из главнейших факторов, способствующих изменению физических свойств, мы признали влажность почвы и длительность ее увлажнения. Естественно поэтому сопоставить динамику влажности с динамикой прочих физических свойств почвы и в первую очередь с удельным весом ее скелета (см. таблицу 10, прибор Геммерлинга- Сабанина). Удельный вес должен уменьшаться по мере увеличения влажности. И в пахотном слое и 0 подзолистом горизонте такая зависимость отсутствует. А что дает сопоставление величин, полученных с помощью различных приборов? Возьмем сроки, когда имеются данные для трех приборов (30/VHI, 13/ХИ 1927 г. и 7/V 1928 г.). Изменения удельного веса скелета почвы за эти сроки, полученные разными приборами, совершенно не согласованы. Один прибор показывает увеличение удельного веса как раз, когда другой показывает уменьшение, а третий—неизменяемость его. Правда, не всегда наблюдается такое соотношение величин, но и его нельзя назвать исключением. Свалить вину на приборы можно лишь отчасти. Мы уже знаем, что приборы искажают явление и в связи с различною влажностью почвы имеют свою «динамику» прессования, но в то же время мы отмечали, что направление явления при значительных его изменениях все приборы отмечают согласно. Возьмем например свойства пахотного слоя и подзолистого горизонта: все три прибора четко их выявляют, и в таблицах мы не найдем ни одного случая ни для одного прибора, когда удельный вес скелета А2 был бы меньше аналогичной величины А0 или чтобы например скважность подзолистого горизонта была больше скважности пахотного слоя. Следовательно, дело здесь не в приборах, хотя они иногда несомненно способствуют увеличению или уменьшению разницы в связи со степенью искажения ими подлинных величин явления. Тщетно мы пытались бы установить по разным срокам твердые закономерности в соотношении и других величин как скважность, влагоемкость и т. д. Все это заставляет усулшиться, с одной ли динамикой в данном 7і
случае мы имеем дело, или нужно искать и иных причин для понимания отмеченных изменений в физических свойствах; почвы. Раз'яснения на этот вопрос мы получили неожиданно, как это часто бывает в исследовательской работе. Желая установить влияние на физические свойства почбы небольших дождей, мы несколько раз провели определения их повторно в соседние дни, беря для каждого исследования внешне вполне аналогичные площадки в 3 кв. метра. Результаты некоторых из таких определений приводятся в таблице 13. В 1927 году при определениях 22 и 23 июля влажность почвы была почти одинакова. Различие в 0,8% является недоказанным (шанс вероятности на разницу равен лишь 71%). Наоборот, в 1928 году два соседние срока наблюдений (22 и 23 июня) дают влажность, различающуюся на 3,7% и доказанную математически (W = 99,7%). Исходя из этих величин, можно было ожидать неизменяемость физических свойств почвы в наблюдениях 1922 года и незначительную разницу их в отмеченные сроки 1928 года. Приведенные в таблице 13 величины опровергают наше предположение. В 1927 году физические свойства, определенные в два соседних срока, оказались резко различными. Удельные веса различаются на 0,12, скважность почвы — почти на 5 процентов. Разница эта вполне доказана (W100%). В 1928 же году разница в физических свойствах почвы за исключением влажности не доказана (W84,6—83,0%). Сослаться для раз'яснения этих парадоксов на грубость в определениях нельзя, так как определения проведены с большим контролем и достаточной точностью. Становится совершенно очевидным, что здесь дело не в динамике, а в сменяемости площадок почвы и что площадкой в 3 кв. метра, ко- торые мы отводили для каждого определения, нельзя точно характеризовать участок. В свое время я отмечал чрезвычайное варьирование на площадке одного и того же участка влажности и водопроницаемости. Я указывал на пестрополье в замерзании и размерзании почвы. Теперь необходимо указать на резкое варьирование всех физических свойств почвы, причем они варьируют по-разному в пределах малых (3 кв. м) и больших площадей. Последнее видно из сравнения нами отдельных площадок, на которых физические свойства определены с большой точностью. На это же указывают наблюдения П. А. Некрасова и И. С. Грабов- ского, которые брали на многочисленных таких площадках по одному образцу и потом все образцы сравнивали (51). Подчеркиваю, что я говорю не о том варьировании в почвенном покрове, которое в связи с микрорельефом многократно отмечіли В. С. Богдан (108), И. А. Димо и Б. А. Келлер (109), С. А. Захаров (ПО), М. М. Филатов (111) и другие почвоведы-территориальники, а о пестроте свойств почвы на совершенно аналогичных, неразличимых наглаз площадях в пределах одного и того же почвенного типа и его разности. Речь идет о микро-микрорельефе и о внутренних различиях в почве, создаваемых следами животных, ходами землероев (даже таких малых, как дождевой червь), индивидуальным воздействием отдельных растений и т. д. Ведь почвенная поверхность представляет непрерывную цепь таких больших или меньших изменений. Ведь по сути дела ровной поверхности, например в подзолистой зоне, и указать нельзя. Она вся состоит из западинок, возвышенностей и склонов, причем каждый раздел поверхности меряется сантиметрами и десятками 76
4 ? tu с; re m а а I- ш г- О U О X JQ Ш у о с О и и Ж X X е; >% U О с; 01 X а * О X X ф с- ct О С о ш X СЕ О) & ы а и и і О а U X S X и ш У х X ¦& а х х ? to ее ы о а з CQ 3" О X = * = га х ее и я то 3 О О 3 CQ S* аз с* СО О С ts аз *: о ее о " * к; ее к >> U X сЗ К я >> и ез о и ю < 77W+zllU /\ a ti в +» 1 /?/7 -+- 7ХШ /1 '/L7 ~XW а 5 В Э о +1 в ;Н »v я п н іі 9 <( г j 'R i н о е и d о j < < 1С О 1^ СО см" г- со .—- се CI о » о »¦ *™ ^ і—і ее » О 00 OJ .,_ q" - -г •ч ч# СЧ t4- "^Г *• т—1 СЧ *ъ О со со « •—ч г- 1 — о »• »—< о - сч со л о с© in од со оо CD СО I— о г-1 о to *ь О Л *ч СО ю 1^1 *т ^ 1-4 •м 00 о 00 ю #ъ г* л іГГ г- 1—( со г -f- 00 т—< ^г ** Т-» ¦м 00 ~* ч-н о о *7Ч о СЛ 00 CD С1 СО 1—« со со і-і СМ СЧ со о со о €4 Ч* f0l —9**3) упн^охви —°у (01—9'S) i^hhioscbu —°у ь. Г* CM СП » • ¦•ч > о» СЧ « • —ц /VI СО сч 03 й -» « 2 > > СЧ СЧ со сч 77
с?нтиме^ров, а весь комплекс этого микро-микрорельефа целиком может уложиться в микрозападину или микровозвышенность обычного типа, с какими считается почвовед. Можно сказать — нет двух участков на земной поверхности, равных по своим свойствам. Они варьируют, как листья на дереве, как высота растений, вес зерен и т. д. Это варьирование станет понятным, если исходить даже из обычных, общепринятых почвенных понятий. Возьмем для примера подзолистый почвенный тип. Возьмем деление почв по степени оподзоленности, предлагаемое проф. М. М. Филатовым и др.: а) подзол, Ь) почва сильно- оподзоленная, с) среднеоподзоленная, d) слабооподзоленная. Каждая группа подзолистых почв очерчена строго определенными признаками, как мощность горизонтов, их развитие, состав и т. д. Группы дано различаются между собою и не могут быть смешиваемы. Но ведь групп только четыре, тогда как в природе этих переходов по степени оподзоленности от подзола до дерновой почвы непрерывный ряд. Намечены четыре условных грачи, а внутри этих четырех условных все остальные. *+го же получается в работе? Допустим, мы ведем исследование на почвах среднеоподзоленных, где сплошной подзолистый горизонт варьирует от 2 до 10 см}— где брать в этом случае образцы, и можно ли не только в физике почвы, но и в самой повседневной химии одним образцом характеризовать данную почвенную разность? Это случай различия видимого. А оно может быть замаскированным и неотличимым наглаз. Принимаемое нами за равное может быть весьма различным. Не учитывая этого, мы варианты свойств одной и той же почвы можем об'яснягь сменой почвенного покрова. Беря отдельные варианты в разные сроки и получая разницу, мы можем думать о динамике почвенного процесса и тогда, когда она есть, и в том случае, когда ее не существует. На распаханных участках особенно нужно бояться скрытых различий, так как плуг может сравнять бывшие западинки и возвышенности и затушевать почвенную пестроту, порожденную рельефом. Плуг может пахать глубже или мельче и снова создавать внешне малоотличимую разницу. Шанс различия свойств на соседних участках естественно будет меньше, чем на участках отдаленных. Этим нужно об'яснять получающееся различие физических свойств на различных площадках одной и той же почвы даже в том случае, когда для каждой площадки эти свойства определены с большим контролем и большой точностью. На основе развитых соображений мы сможем правильно толковать величины физических свойств, приведенные в таблицах 10, 11 и 12. Наблюдения велись на отдельных, хотя и не различимых наглаз площадках — каждая в 3 кв. метра. Поэтому вне всякой зависимости от динамики почвы могли получиться значительные, как явствует из таблицы 13, различия в величинах, проистекающие только от смены площадок. Динамика свойств в этих наблюдениях также имела место, но изменяемость свойств в силу ее, в течение вегетационного периода, носила безусловно подчиненный характер. Другое дело — зимой. Физические свойства почвы в этот период изменяются резко и в больших пределах. Отмеченные в таблицах удельный вес скелета пахотного слоя в 0,97 и 0,89% и скважность того же слоя в 62,80 и 65,69% есть несомненно результат замерзания почвы (воды в почве), вызвавшего 78
паление удельного веса и рост скважности. В частности эти ъет&шы хорошо раз'ясняют рост влажности почвы в зимний сезон до высоких пределов, превышающих всякую теоретическую возможность, если исходить из величин скважности талой почвы (см. об этом подробнее в нашей книге «Замерзание, размерзание и влажность почвы в зимний .сезон в лесу и на полевых участках», стр. 98—99). Что же касается изменяемости физических свойств почвы в вегетационный период, то нужно признать, что в другие годы, с большими колебаниями влажности, с большей просушенностью почвы,4 эти изменения могут быть более значительными. Особенно заметными они могут оказаться в южных почвенных зонах, где изменения часто видны на- глаз. Мне приходилось видеть в период засухи в Крыму, в Феодосийском районе, трещины в солонцеватых каштановых почвах, в которые лошадь провалилась копытом и в которые целиком можно было спрятать любой прибор для взятия образцов почвы с ненарушенной структурой. Но это крайности. Обычно изменения меньше и вполне учитываемы нашими приборами. Только исследование в разные сроки нужно вести не площадками, а профилями, пересекая участок в том направлении, в каком можно ожидать наибольшую сменяемость свойств почвы. Сейчас мы вынуждены продолжить нашу работу по вопросу о динамике физических свойств почвы, изменив в указанном смысле методику. Располагать взятие проб по участку в шашечном порядке, как это сделали Некрасов и Грабовский, при учете динамики нельзя, так как мы в несколько определений затопчем всю площадь участка и в последующие сроки работы вынуждены будем возвращаться на затоптанные места. Работая же профилями, мы будем охватывать все возможные варианты явления, используя ненарушенный участок по частям. Возвращаясь к вопросу о целесообразности исследования физических свойств почвы без учета их динамики, я должен буду сказать, что конечно лучше учесть их несколько раз или хотя бы два раза, захватив сухой и сырой периоды. Но и единократный учет имеет вполне оправданную цель и дает ценный материал для характеристики почвы. Нужно только в момент исследования строго фиксировать ее влажность. Это даст нам конкретные величины физических свойств для определенного состояния почвы, от которых мы сможем исходить, предугадывая характер изменений в зависимости от большей смочен- ности почвы или просушивания ее. Резкие, особенно заслуживающие внимания разницы, как например в свойствах отдельных горизонтов подзолистой почвы, не могут быть затушеваны динамикой процесса даже в самых ярких ее проявлениях. Они будут выявлены при всяком единократном определении. То же нужно сказать, если мы будем сравнивать явно различные между собою почвы. Разница в силу динамики явлений может быть несколько ослаблена или усилена, но она не может быть скрыта, особенно для глубинных, мало изменяющихся во времени горизонтов. Малым же различиям в физических свойствах почвы вообще не следует придавать большого значения, помня, что методика, которой мы пользуемся, еще заставляет желать много лучшего и часто порождает разницы в определениях, в которых совсем неповинна почва. Чтобы было меньше случайностей, нужно увеличивать контроль 79
8 работе и применять последующую математическую обработку, как это делается в настоящее время в большинстве биологических наук1. Старое положение — где нет меры и числа, там нет науки — нужно со всей строгостью применить и к почвоведению. Пэра неубедительные определения вроде «рыхловат», «плотноват», «слегка крупней, чем в предыдущем» и т. д. заменить конкретными цифрами и указать описку приводимых цифр. Первые попытки в этом направлении далл вполне плодотворные результаты2. Но стремясь к точности, нужно учитывать свои силы и реальные возможности. Кроме того нужно согласовать точность работы в различных разделах нашей науки. Когда мне возражают, что сдно- иіи двукратное определения физических свойств мало дают, что десяти- ділдцатиікратный контроль в этих исследованиях недостаточен, то я спрошу у строгих критиков: а где делается лучше? Как обстоит вопрос с контролем и повторностями в прошлых и современных работах? Даже в стационарных исследованиях как правило дозольствуются еди- нократным определением физических свойств залежной или целинной почвы по ее горизонтам. Кроме того сами определения эти в слоях глубже пахотного — редкость. Мы пока единицими можем насчитывать почвенные профили, для которых определены физические свойства почвы по горизонтам. Что же касается контроля, то почти все 100% русских работ были проведены бесконтрольно и редко с двойным, тройным контролем, а на основе их пытаются часто делать широковещательные выводы. Если бы теперь в таких исследованиях, как определение удельных весов, максимальной гигроскопичности, влажности, скважности и влагоемкости, привился десятерной контроль, то это было бы верхом достижения. Вполне достаточным этот контроль будет и при территориальных почвенных обследованиях. Так например применение его в работах на почвах Башкирии дало в среднем точность (Р) в определениях основной величины — удельного веса скелета почвы — 1,2 %. Это высокая точность. На подзолистых почвах при том же контроле в работе Р редко превышает 3%. При изучении водопроницаемости контроль нужно поднимать минимум до 25, а еще лучше до 50 определений. Основные положения, развитые в настоящей главе, были доложены мною VI Всесоюзному с'езду почвоведов в Москве и встретили призна- 1 Обще риня ых методой об(абогки к сожа енмю еще нег Кік ппк зал последний генетический с'езд в Ле. иніріде в ШЗ го іу, сами с іециал сты- биометуики усиленно споріго такгм меюле, н> еще не нашли ею. Однако ряд математически < вел чин, ха актерт\кщи\ тсчюсть р боты и ьужность их применений, >же н і в ком не вызывает сомьения. Во всяком глума л>чше пол зонаться в р бите не вполне устано нвшимися меюдами нари^циоі ік й статистики чем итти наощу іь. П| едлагая выводы, іе подти* рждеі ные цифрой Наиб >лее доступны агроному и п чво> елу работы: А. Л е < нто- вича (112) Е- И Тиком рова (113), Е. Е С л у ц * ого (114), Н Андрианова (і 15), Ю . Фи [ипчснко (il(i, проф А. А. Са п е ги на (117, Л ах тина (118), П. Н. Консіан-инова (1 И)), проф. М. И. Доброт в ор< * о і о (12 '), іф)ф Ю А. Поморского (121) 2 Гм р бо ы Деб г о р и й М о к р и е н и ч а О 22) А К. Ф и л и п п о в- ского (12.*), СИ. іюремнова (2», А Сколона 124), Ф.В. Чириков* и А. Малюгина (125), НА. Качинскоіо (40), П Н. Константинова (12<і), В Г. t города (127), П. А. Н еь расова 112^—1-9), П. А. Некрасова и И. С. Грабовского (51), С. И. Соколова (U0). 40
кие и одобрение. Физической комиссией с'езда они рекомендованы діі руководства в исследовательских работах по физике почвы. Но на том же с'езде тщательно оговаривалось, что и контроль и статистический метод необходимы для физики почвы, а химия якобы работает точными методами и в статистике мало нуждается. Не соглашаясь с этим положением и считая неудовлетворительным метод выбора образцов для характеристики почвы со стороны ее химических свойств, я выскажу по этому поводу несколько соображений. Выше, на примере подзолистой почвы, я уже указывал, что варьируют не только физические, но и химические свойства. К такому же заключению мы придем, если будем отправляться от физических свойств почвы. Ведь последние не существуют как-то изолированно и по общему признанию- теснейшим ооразом увязываются с химическими свойствами. Следовательно если на небольших расстояниях в пределах одной и той же почвенной разности меняются первые, то не возможно допустить неизменяемость вторых. Учесть эту изменяемость и выявить среднюю величину можно лишь способом применения контроля и последующей математической обработки. Я говорю не о контроле лабораторных определений ^он также должен быть), а о контрольных ооразцах, берущихся для анализа. Если определять какую-либо величину, скажем, гумус в нескольких порциях, взятых из одного и того же кусочка почвы, то результативные величины в виду точности метода определения будут весьма близки. Однако на основе этих данных мы не сможем утверждать, что полученные величины точно характеризуют собой почву и исследуемый участок. Если на том же участке взять 10—20 аналогичных образцов и порознь их проанализировать, то мы можем получить весьма значительные расхождения в таких величинах, как гумус, поглощенные основания и пр. Работая с одним образцом при определении химических свойств почвы» мы не знаем точности работы и по всей вероятности часто делаем грубейшие ошибки. Чтобы не быть голословным, иллюстрирую высказанную мысль примерами. На той же залежи, для которой выше приведены величины физических свойств почвы, нами были взяты образцы для химического анализа (из А0 и А2). Образцы были взяты с площадок величиною ві кв. метр, залегающих на расстоянии не менее 4 метров одна от другой. Площадки выбирались наиболее однородные, так что наглаз нельзя было отметить ів них каких-либо различий. На каждой площадке с одной глубины вырезалось десять образцов почвы. Они тщательно перемешивались, бралась средняя проба и направлялась в анализ. Для пахотного слоя пробы были взяты с пяти площадок на глубине 2,5— 10 см и для подзолистого горизонта — с четырех площадок на глубине 16—23,5 см. Все образцы порознь проанализированы. Определялись: гумус по Кнопу, поглощенные основания по Гедройцу и механический состав по Сабанину. Результаты определения сведены в таблицах 14 и 15. Обозначения математических характеристик те же, что и выше. Несмотря на уточненный способ взятия образцов с каждой площадки (анализировалась средняя проба из десяти) аналитические данные по разным площадкам получились несовпадающими. Варьируют все исследованные величины и варьируют не менее, чем такие физические свойства, как удельные веса, максимальная гигроскопичность, общая скважность и т. д. Это видно из математических характеристик, в Изучение фнвич. с а о в от в почлм. 81
OQ Я u «в ЗЕ 01 (О m О! ОС X н 01 о U о йихйісвяу с о V о о ю о in о ю СМ ю см л о. +1 иінви(3ва «. +1 s +J нінвисівд *¦ +і Б + ічі.нви<івд Q. +1 В +J ихнгисіед Q. +| 6 +1 нінвисівд игэ а ія н и 9 ^ tf J •HiHoeaooj SL'llECdpo б\"ДО о ЯНЭОИКИЦ *4> 'J о-- с; «ч О О со СО ГС VI Оі О Г-- X 00 СЛ — о о тТм© "ГГ тг т^ -Т ^ 00 1^- см 31,90 СО С О ^ 00 СМ ^СОіЛОЗ гн (М -н П И СО СС СО СО 00 со* 0,33 9,31 00 — СС Г- Ю r-<CJCClOOi ОСЛОООООЭ о CM о* ее ю со 2- ^ =с со СОіО »0 Т*«СО ^н —• — — *—¦ см со" 1,60 сог—оемо со Юіс о: со (оі —д'г) иинюхвц —°у со см СМ СЛ іО »/: Си см см г— •—* тг -тсо ¦f со о #ъ СО со ел о Л <о #% о со ее со -«г *м СМ I4- СО СЛ •— ел оо см со см см со см со «ъ ю со ю *ь о 9,43 ее — со г~ іО rf СМ ^ ** #4 f* ^ ОООО 00 *~> —« ел см «ъ Сэ 1—1 ю «о см со »— Ю ^ООГ- СінЮО *!»•*» ГГСОО -* 1— — СМ *-Н 1— г- г* г- *-н =8Я со см О гч СЛ»Л СО — CMCN (S'CS—'91) г иіо ineirou —су i-hCMCO^ Ю СМ 00"*
00 см СЛ ¦S X К я о « X (О S л 00 7 О С as о н и и О К ш R н Як ЗЗЕ О X X ш о m Et О С о щ X и X ю ю о X U о ш 2 -0 і * X 0 J (0 о т и & г НМИ1 Й 1Г!Н V о ffi « К К п о К и о Я К (У о *3 (и о с CQ К ей Й s и о и ев п о а й. +1 s +1 * нінвисіед «4. +1 5 +1 гшишйвд 'иехуіігэлнехсіу -ц -у 'ьияэних 'Д,У о- +1 RlHGHdFQ * я В 4-1 ічінви_'вд w:? a іч н и д іС ir j 'RlHOEHdoj вопевЛдо W со о_ см ю см со тр го -*г со СМ <^ 5М CM CM о"сГо~сГо* (3) о о о* т-"0 C^GO о" S<S<o о ооооо оо*о"о*о" о «м со in о оожО о іЛ о* COr-COt^-Ci ©*о"сГо*сГ ю со о СО чГ і-чС* НгННИ сГосГо со со_ см о* со СМ см" С" ^t CM ЭТ СО 1—1 СМ ТМ СМ СМ см о 3 о" COtOQ юсоюю о*о*о о" (оі—g's) (s'fS—91) дніэиігоьНсш— V смсо*^ю •-«емса'чг
гголучекных на основе всъх данных для каждой величину. В механическом составе приведенная ошибка (Р%) достигает 17,77 (!), в определении гумуса — 10,42% и в поглощенных основаниях—12%. Таким образом даже примененный мною способ взятия образцов и пятерной контроль площадок гарантировали едва-едва терпимую точность в работе, точность, которую в физике почвы мы считаем уже недостаточной. Относительно данных, приведенных в таблицах 14 и 15, можно сделать замечание, что в них не отмечена точность работы аналитиков, а потому может быть сомнение: не сказались ли здесь ошибки в их работе? Отвечая на этот вопрос, я должен указать, что полученные варианты в анализах были окончательными данными лаборатории Поч- немного института, данными той точности, какой отличаются все анализы этой лаборатории, расходящиеся сотнями по Союзу и идущие в печать. Следовательно это были анализы, с общей ппи-яіои точки зрения вполне удовлетворительные. Порукой за их точность являются их выполнители — старые опытные аналитики. Тем не менее, желая конкретно расчленить ошибки аналитика от вариантов явлгния в природе, я проделал добавочные анализы, в которых порознь иепы- тывалась точность работы аналитика и варьирование в почвенных образцах определяемого вещества. Работа снова проведена для средне- оподзоленной, тяжеюсуглинистой почвы (згпежи) Собакичского опытного поля. Образцы для анализа брались, как и в предыдущий раз. Результаты анализа сведены в таблице 16. Таблшіа 16 Варьирование содержания гумуса в почве. Средчеоподзоленный тяжелый суглинок. Многолетняя залежь, г обзкиио-отытиое I v м v с в °/о 2 « '«" г" Ян s — О . U — СП Юга У Я Точность рг аналити* (Повторные ЛИЗЫ ОДчО того же об[ Варьирование ryviyoa в различных образцах Варианты I | 2 і 3 4 5 6 2,56 2,56 2,48 2,41 і і 2 62 2,32 2,56 2,63 2 58 2,60 і і 2,48 3,00 7 | 8 2,56 3,17 ] 2,62 2 76 М 2,56 2,68 m Р Ш| (±) 0,02 0,10 0,78 3,73 і §? < га к S О- Е. А. Коче Данные таблицы 16 подтверждают результаты прежних анализов. Ошибка аналитика есть, но она составляет лишь пятую долю оттененного варьирования. За вычетом ошибки мы все равно получим Р (точность опыта) около 3%, которые должны быть отнесены за счет варьирования гумуса в исследуемых образцах. В данном случае ошибка меньше, чем в таблице 15, потому что контроль в определениях под- 84
нят с пятя до восьми. В отдельных же анализах разница в содержании гумуса достигает 0,76% при максимальном содержании его в 3,17%. Легко себе представить, сколь грубо я охарактеризовал бы тот же участок, анализируя один индивидуальный образец. Но ведь так делается во всех территориальных работах. Анализируют по одному образцу для разных разрезов и потом иногда на ничтожных разницах строят сложные теории, объясняющие смену почв на территории, а дело может быть не только в смене почв, а в недостаточно точной работе. Пример возможных неточностей в выводах. Выше я цитировал работу Винскурова «О динамике поглощенных Са и Mg в почве». Базируясь на материале, приведенном в таблицах 14, 15 и 16, мы должны сказать, что автор названной статьи не может учесть размеры динамичности исследованного им явления, не установив степень варьирования в содержании поглощенных Са и Mg на территории изучаемого участка. Полученный нами методический материал по вопросу об изучении химических свойств почвы крайне мал Он будет дополнен. Но то, что имеется, стройно увязывается с физикой почвы и с нашим представлением о варьировании всех ее свойств. Проверив эти данные, мы по- видимому вынуждены будем уточнить и методы изучения химических свойств почвы. В химических исследованиях статистический метод так же необходим, как в физике почвы. Я предлагаю следующий метод описания наболее интересных для исследователя почвенных разрезов. После выделения генетических горизонтов и подгоризонтов на всех стенках почвенного разреза на определенных расстояниях друг от друга (например на расстоянии 20 см) сверху донизу проводятся вертикальные линии Мощность отдельных горизонтов промеряется и записывается по отрезкам этих линий и очевидно столько раз, сколько этих последних. Чем сильней варьируют горизонты, тем больше нужно линий и промеров, тем длиннее должен быть почвенный разрез. В результате обработки для каждого горизонта получим: а) среднюю величину, в) её ошибку, с) козфициент варьирования Взятие образцов в таких разрезах также нужно приурочивать к районам намеченных вертикальных линий, но брать их в каждом горизонте на высоте одних и тех же горизонталей. С образцами можно поступать двояко. Если нас интересует варьирование изучаемых свойств (и мы располагаем возможностями), то все взятые из каждого горизонта образцы анализируются порознь. Из полученного материала составляются вариационные ряды, которые подвергаются математической обработке. Если мы желаем довольствоваться только уточнением средней величины, то аналитическую работу можно совсем не осложнять, а уточнение провести за счет взятия пробы для анализа. В таком случае образцы, взятые из разных мест (на одной высоте) одного и .того же горизонта или подгоризонта, складываются в чистый, специально приспособленный для этой цели ящик. Почва в ящике тщательно перемешивается чистой лопаткой или стамезкой, после чего берется средняя прсба для анализа. Подобное перемешивание может претить взглядам натуралиста, но, как показывает опыт, оно гарантирует пра* аильное получение величин, интересующих исследователя. Осложнения 05
работы не нужно бояться. Почвоведение сейчас переживает такую стадию своего развития, когда помимо размаха вширь оно должно развиваться и вглубь. Это естественно и неизбежно. Меньше, да лучше. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОТ На исследуемом пункте закладывается почвенный разрез с поперечником в 1 метр и длиною в 3 метра. Разрез ориентируется таким образом, чтобы головная (глубокая) его часть была обращена на юг. Это обеспечивает наличность одной, всегда теневой (и следовательно однородно освещенной) стороны ямы, что необходимо при описании цвета почвы. Около разреза тщательно описывается растительность, причем наиболее типичные и интересные представители ее гербаризируются. Далее по вышеизложенному плану ведется описание почвы и берутся образцы цля лабораторного анализа. Тут же намечаются те горизонты и глубины, для которых необходимо провести изучение физических свойств почвы. Покончив с описанием разреза, стенки его нужно освежевать лопатой и затем уже приступать к описанию корневой системы растений как в общей ее совокупности, так и для отдельных, наиболее интересных экземпляров. Изучение физических свойств почвы производится рядом с основным разрезом, для чего выделяется площадка в 9 квадратных метров. Площадка разбивается на равные квадраты, в пределах которых и ведутся отдельные определения. Исследование ведется от верхнего горизонта к нижним, причем по мере отработки того или другого горизонта он счищается лопатой, чтобы освободить горизонт нижележащий. Практика показывает, что удобней взять образцы на части площадки для изучения удельного веса скелета почвы и ее скважности, а потом на остальной, нетронутой части площадки определять водопроницаемость. Для определения удельного веса достаточен десятерной контроль1, для водопроницаемости — пятидесятерной и во всяком случае не менее двадцати пяти. 'Взвешивание образцов для определения влажности, удельного веса скелета почвы и ее скважности производится в походной лаборатории, которая развертывается в чистой избе ближайшего поселения. Здесь же в сушильном шкафу (на примусах) осуществляется и сушка образцов. Проведя полевую часть исследования, необходимо взять ненарушенные почвенные образцы для изучения физических свойств почвы в центральной лаборатории. Горизонтальные монолиты берутся в квадратные деревянные ящики с сечением 25 X 25 кв. см, какие я применял для изучения корневых систем растений (см. И. А. Качинский «Корневая система растений в почвах подзолистого типа»). Монолиты берутся по одному, а лучше по два из всех исследованных горизонтов. Высота их соответствует слоям почвы, подвергшимся изучению, и должна быть не менее 8—10 см. Горизонтальные монолиты будут лучшими образцами для исследования физических свойств почвы в лаборатории, но, избегая осложнения работы, их можно заменить верти- 1 Применяя десятерной контроль в работе на почвах Башкирии, мы получили в среднем точность (Р), равную 1,2% (аналитик А. П. Мадянов). 86
кальнъгми монолитами, беря последние в ящики, какие описывались выше. В этом случае можно довольствоваться взятием из каждого изученного разреза одного-двух монолитов. В лаборатории в монолитах нужно определить: 1) сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию, 2) капиллярную влагоемкость, 3) липкость, 4) набухание. Как твердость, так и способность почвы прилипать к посторонним предметам можно без особых затруднений определить и в поле, но при этом нужно помнить, что полученные величины будут характеризовать почву лишь при наличной стадии ее увлажнения. Набухание почвы в монолитных образцах определяется моим методом (см. описание выше). Чтобы учесть набухание в горизонтальном и вертикальном направлениях, нужно помимо крышки отвинтить и одну боковую сторону ящика с монолитом. Кроме означенных свойств иногда целесообразно определить и водоподемную способность почвы, для чего нужно брать монолитные образцы, охватывающие по высоте несколько почвенных горизонтов (не менее метра). В этих же монолитах интересно определить набухание отдельных горизонтов почвы в их совокупности. Последнее определение вполне совмещается по времени с изучением водопод'ем- ной способности почвы. В лаборатории же изучаются максимальная гигроскопичность почвы, удельный вес твердого ее субстрата и структурность. Таким образом непосредственно в экспедиционной обстановке нужно определить: а) влажность почвы в момент ее исследования, Ь) удельный вес скелета почвы, с) водопроницаемость и d) произвести ознакомление с корневыми системами растений. Для изучения физических свойств почвы в поле нужна походная лаборатория, включающая в себя весы, сушильный шкаф, эксикаторы и прочие приборы. Все приборы укладываются (каждый строго на свое место) в особо приспособленные ящики, разделенные внутри перегородками и обитые мягкой обкладкой. Перевозка инструмента в таких ящиках совершенно безопасна. Развертывается лаборатория быстро, причем сами ящики служат столами для весов и других приборов. Если примириться с меньшей точностью в работе, то определение влажности почвы можно перевести в центральную лабораторию, и тогда не придется возить в поле сушильный шкаф, примусы, эксикаторы и технохимические весы, а можно будет ограничиться чашечными весами Беранже. Однако подобное изменение потребовало бы тщательной упаковки каждого образца, взятого для изучения удельного веса скелета почвы, что сильно осложнило бы работу и увеличило бы количество собираемых образцов (порознь упакованных) в десять раз. Можно все десять образцов, взятых из одного горизонта, смешивать, взвешивать и упаковывать вместе, но это лишит возможности установить варьирование удельного веса скелета почвы и ее скважности в изучаемом горизонте почвы и не позволит установить точность проведения нашей работы. 87
111. СЭГЛіОВіЧИЕ РНЗУПЬТАТЭЗ ХИМИЧЕСКОГО И ФИЗИЧЕСКОГО АНАЛИЗОВ ПОЧВЫ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ РАСЦЕНКИ ПОЧВЕННЫХ РАЗНОСТЕЙ Физические и химические свойства почвы находятся в тесном взаимодействии, и на основе одних можно предугадывать другие. Однако для уверенной всесторонней расценки почвенной разности нужно изучать те и другие свойства, приурочивая изучение их по возможности к одним и тем же разрезам. Ниже я привожу аналитические данные дія среднеоподзоленной, тяжелосуглинистой почвы земечыного участка Московской областной с.-х. опытной станции1. Исследуемый участок представляет собой двадцатипятилетнюю залежь, расположенную на вершине пологого западного склона вблизи осиново-березового леса 2. Сопоставление химических и физических свойств наглядно вырисовывает особенности и значение последних для характеристики почвы. Обратимся к последовательному просмотру аналитических таблиц (см, таблицы 17 и 18) 3. Таблица 17 Механический состав среднеопоцзоленной, тяжелосуглинистой почвы. Залежь многолетняя. Вершина склона Горизонты. Глубины в см Д-(і-Ю) Л,—(17,5—24) Лг/і?і~-(24— 36) белесая часть . . М/В\—(24—36) бурая часть . . . . ^і—(33—50) Я2-(53-63) . . . В2- (71-81) #з—(86-96) Д4—(165—173) \ . Частиц в % > 1 мм 2,2 0,7 1,7 0,7 1.9 3,2 3,9 9,6 3,0 1—0,25 мм 13,5 6,9 9,5 6,3 14,2 9,7 13,6 :б,4 22,1 на абсолютно і * СМ О о о" 39,7 42,6 35,4 39,3 26,6 28,3 29,4 31,8 41,5 .г 1—О о о оо" 38,9 36,0 33,8 31,1 31,2 31,6 30,5 23,6 23,6 -сух\ю навеску ю~ о о оо ** гч ОО 4,5 7,0 2,4 5,9 5,17 5,65 б',1 6,1 3,6 О О о V 1,2 6 8 17,2 16,70 20,93 21,55 16,5 12,5 5,3 Аналитик "я U с. ЕС О, < *4 < 1 Участок расположен в б. Звеннгороіск^м уезде, біиз деэевні Обакино. 2 Описание почвы и пасгитель-іости залежного уч^стьа см. в нашей работе «Корневая система расте ий в почтах по, з<>.гип(.го типа» (1). 3 В таб. ице 17 и пос;ед\кщих вьиду производства анализов в разное время не вполне согласованы ілзСины, сдіако это не мешает характеристике почвы в ее целом и ее отдельных горизенюв. 88
Таблица 18 Греднеоподзоленная тяжелосуглинистая почва. Залежь многолетняя. Вершина склона Горизонты. Глубины в см До/I (0-Ю) До/11 (10-17,5) Да (19—26,5) Вг (36-43,5) ..... Bz (- 5—102,5) В3 (123-130,5) .... Bz (145-152,5) .... Главные составные части почвы в % сухой почвы о > S С 2,-:з і,бб 0,65 0,25 0,19 5| Q.CC ? C -2 9- 3,50 3,45 1,83 2,98 2,63 2,26 о 2,94 2,60 2,37 4,0и 4,54 4,45 со о < 11.71 11,49 10,34 16,60 16,39 15,66 О cd о 0,95 0,85 0,61 0,56 0,63 0,79 О 2 1,25 1,00 0,63 1,10 0,92 0,€4 О ел 30,04 30,65 34,0с 75,11 75,35 75,97 Поглощ основ, по Гелройцу в°/о О и 0,17 0,14 0,12 ),18 0,26 0,25 0,25 О ад >,05 0,04 0,04 0,06 0,13 0,13 0,12 л cd л si° -5 тО 0,24 0,20 0,18 0,26 0,44 0,43 0,42 К X ь К р: cd X < В. С. Якушевский, А. Т. Хи- невич, А. П. Архангельская На основе данных таблиц 17 и 18 мы должны определить исследуемый разрез как типичную тяжелосуглинистую подзолистую почву. Количество гумуса, наибольшее содержание которого отмечается в пахотном слое, не превышает 2,23%. В горизонтах подзолистом (А2) и иллювиальном (В) оно резко снижается, достигая долей процента. А0 и особенно А2 сильно выщелочены (см. содержание ила в таблице 17 и полуторных окислов, кремнезема, поглощенных оснований и потерю от прокаливания в таблице 18). В горизонте В явно выражен иллювиальный процесс. Общая картина несколько нарушается распределением в почвенном профиле щелочных земель, однако и по содержанию последних можно оттенить элювиальность подзолистого горизонта и иллювиальность горизонта В. Обращает внимание полное отсутствие увязки между валовым со- держанием Са и Mg и теми же веществами в поглощенном состоянии. Пахотный слой, наиболее богатый щелочными землями, значительно уступает иллювиальному горизонту в содержании поглощенных кальция и магния. Кроме того по валовому содержанию в почве больше MgO, а в поглощенных основаниях как известно всегда преобладает СаО. Приведенные данные характеризуют описываемую почву как бедную питательными веществами, бедную даже в пределах наиболее важного для растения пахотного слоя. Тяжелый механический состав при относительное избытке метеорологических осадков, который отмечается в Московской области, и выщелоченность, сопрозожааемач разрушением поглощающего почвенного комплекса, должны определить отрицательно (для растения) выраженные физические свойства почвы и кислую ее реакцию \ Водо- и воздухопроницаемость почвы должны быть плохи. Иллювиальный горизонт (В) при наличии сильной вмы- 1 РН данного участка колеблется за с<зон от 5,^5 до 6,48.
тости должен быть плотен и особенно слабоводоттроницаем, что при отсутствии мелиорации может обусловить заболачивание данной почвы. Посмотрим, как дополняют данную характеристику физические свойства почвы и что конкретного они дают для генетической и агрономической ее оценки (см. таблицы 19, 20, 21, 22 и график 21). График построен по образцу прежних наших графиков в виде симметричных фигур. Каждому свойству почвы или определяемому в ней веществу соответствует своя фигура. По оси ординат отложена мощность распространения генетических подгоризонтов в см. Площади прямоугольников, построенных в каждом подгоризонте по оси абсцисс (в обе стороны от нулевой точки) и по оси ординат, соответствуют величине изображаемого свойства подгоризонта. Иногда весь прямоугольник в пределах горизонта представлен линией (см. водопроницаемость в В2 и Вч); это значит, что изображаемая величина крайне мала. Необходимо заметить, что в данном графике нужно рассматривать каждую фигуру порознь, так как масштаб для изображения отдельных свойств взят различный. Между собой фигуры можно сравнивать только по характеру их изменения в отдельных подгоризонтах, но не по абсолютным величинам. Физические свойства определены вышеописанными методами. Для определения удельного веса твердого субстрата почвы и максимальной ее гигроскопичности бралась средняя проба из десяти образцов, взятых с одной глубины на площадке в 2 кв. м. Эта средняя проба анализировалась в свою очередь с двойным-четверным контролем. Точность работы (Р), как можно видеть из таблиц 19 и 21, получилась высокая, особенно для велмчшы удельного івеса, где Р не превышает 0,85. Удельный вес скелета почвы, скважность, влагоемкость ее, липкость и сопротивление сдавливанию определены с десятерным контролем. Водопроницаемость — с контролем от пятидесяти до ста двадцати определений. Столь высокий контроль для водопроницаемости вызывается исключительно широким варьированием этого свойства почвы. Трещины, червоточины, кротовины и ходы истлевших корней вызывают буквальный провал воды в почву. Наоборот в участках почвы мало- дренированных водопроницаемость может падать до минимальных размеров. Это варьирование водопроницаемости (а значит и воздухопроницаемости) является главнейшей причиной мозаики, невыравненности почвенных горизонтов и подгоризонтов. Варьирование размера горизонтов, языкоштость их, подзолистые потеки и полосы, корки вмы- тых веществ по трещинам и червоточинам рядом с непромытыми и малообработанными почвенным процессом участками есть следствие комплексной еодо- и воздухопроницаемости. Насколько широка изменяемость водопроницаемости на площади отдельных горизонтов, можно видеть из данных таблицы 21. Несмотря на 120 контрольных определений водопроницаемости в пределах А0 и А2, Р (точность опыта) достигает величины лишь 12—17% (недостаточно точное определение). Вторым по варьированию свойством оказывается липкость почвы, дающая при десятерном контроле Р = 9—14%. Затем идет сопротивление почвы сдавливанию (Р до 7%) и наконец все другие свойства, для надлежащей точности учета которых вполне достаточен де- сятеріной контроль. Исключением является некапиллярлая скважность. 90
St Й Л а у о с ЭХ о U > и о ш к і- м ЭХ О X Я X X ш о О X m u !¦ 5а шш п 5 со ее и х СП 1-1 35 дени аблю X со эх ш о ъ 00 О U L. о X * ичес жь m ш х с: ?Я а со 3* о я ь. 0) 0J и и 0J ее зК 3 X л ч >> 2 а. о о s о. С о U о ы и х S я ггШ+гт^_/1 uw-xw a -h| В +1 га X X X я о я Я и I S *=: а. <и S S <и е'ш+с1 ^ /1 Е/У—Т/У Q- +| в +і о и О t=C а. а» ю н о а> «г 3 я л >> 3 m э* о с я ь- я а. f- о О >> о s'ltf+t'a/yt « , - і Я/ * -Н 8 Я © СП CD ем - « і~* Оі СЛ ел* as t^ со •к Г. см »н in — — ^ W N CM CM о см со — со со ем С4 0,74 ^р Р,72 ю 1,32 со 1,25 о 1,23 СМ со ГО см см іі,86 см со 00 сч о CD см см о 1,12 О со со ю о о со о 00 о о см* со см *- г- со о in" см я. о* со' ее О^ CD о о ста CD со о ОО со со" со г— 00 ел со со CD см см о —• со о — иО t- см со со со CD см сі см со »—і — о см —• см — о о см ~ о о тч о со о со о см о со со — «о со <о о со со со со со ~ СО Т і-^ о о 00 о 05 CD 4tf ю см о со о о" со CD НО 00 00 со со см со см со со см о со см см о о о' о •—I о о* со о о" »- о со со 1Й со со со см г* ем см см f\» см ем о со со СЛ со со см <М см и 33 га =; 03 DC га ? 2 "=; о и < га я X я X ю а. _—^ о" о — ^т ю см -as—q;—^г Оі Q г-( I- С^ СО С1 см ?ш+гхшуі W lw * +1 в +і 3 н я о S о, ю о >» 3 ю 3 X X со со со со ю ю со см со" со I - см со CD о со ю со со со 00 С7Э со со о ю 00 см со о са см -^ см со *м со сч •^ Ю ¦^ "^ со со і- Ю 1>- со со иэ ю •- н* со см см со о> см ем ^ — ем со г* г- ем см ем ^- ^— ~ ю & г—I см ю 00* см о см ю т со со ю со ю о г— СЛ г-Г СО ю со см «о оо" о см" о см СП о с. w ^ Ч ^с Qq оэ Оэ 05 to 03 а? о? 91
Из наблюдений 1927 г. Физические свойства средкеоподзоленной, тяжело- Горизонты. Глубины в см С К Ь А Ж О щ а я Приборы Геммерлинга- Сабанина М т (+) (±) + w% Качи некого М т і Р (±) (±) «Ч1 <N сч 6 "Ре А0 (2-10,5) AJU (10-17,5) . . . . Аг (20-28,5) Я, (36-44,5) ?2 (66-74,5) Въ (97-105,5) Вг (123-131,5) . . . . Вг (145-153,5) • . . . Ві (170-178,5) . . . . ВА (194-202,5) . . . . 48,98 0,59 1,20 45,910,37 0,81 40,240,55 1,37 39,330,431,09 41,280,49 39,44 41,14 1,31 1,19 3,32 0,68 1,65 36,34 1,25 33,7 3,44 1,153,41 33,99 0,86 2,53 4,39 100,01 8,59 100,0 1,30 3,00 1,31 48,35 46,52 43,00 0,39 0,81 80,9 99,7 81,3 0,29 0,57 0,62 1,33 40,46 0,65 1,60 40,62 0,76 1,87 36,411,34 3,68 1,16 75,3 3,38 99,9 1,54 87,9 0,19! 15,0 40,26 3,78 100,0; 0,93 2,31 34,85 1,74 4,99 34,34 1,46 1,25 33,800,75 2,22 5,47 100,0 2,§1 99,6 0,10 7,9 2,73 99,3. 2,37 96,0 2,77 99,4 0,2С; 18,5 0,33 26,0 92
Таблица 20 суглинистой почвы. Залежь многолетняя, вершина склона Н О L Т Ь В % Капиллярная Прибор Геммерлинга- Сабанина М 46,73 1 *" т \ Р \ (±) (±) ^ і j 0,94 «,310,39 36,42 і 37,95 0,69 0,51 39,330,54 і 1 і і 2,01 і 0,86 1,89 1,34 1,36 39,36 1,283,23 39,83 0,99 і і 2,49 і34,45 1,22*3,54 ] і 1 ,33,050,91 2,75 і 33,78 1,10 3,26 + 1,40 11,22 1,78 1,86 0,02 0,29 3,43 0,92 0,51 wy 1 I 1 84,3, 100,0 92,4 93,7 1,6 23,2 99,9 64,1 38,7 Некапиллярная ., К * " от" S щ'е й " °/о Прибор it Прибор I еммерлинга- Сабанина М 2,24 0,60 3 82 1,38 1,95 0,08 1,32 1,89 0,67 10,21 т (±) 1,11 0,49 0,83 0,59 0,53 0,97 0,87 Р Ш 49,55 81,70 21,73 42,75 27,20 1212,5 65,91 1,31 69,31 0,61 і,П 91,04 529,0 1,35 3,34 2,40 0,72 1,69 0,95 0,36 0,84 0,36 і 1 1 TFo/J 82,6 99,9 98,3 53,2 90,9 65,6 28,1 60,0 28,1 Геммерлинга- Сабанина М і 35,57 98,76 90,65 96,58 95,35 99,80 96,86 95,54 98,35 99,67 іі т (±) 2,21 1,08 1,95 1,48 1,29 2,60 2,06 4,06 1,83 3,18 Р (±) 2,31 1,09 2,15 1,53 1,35 2,60 2,13 4,25 1,86 3,19 1 16 ,+ ¦ч IE 1,30 3,64 2,42 0,63 1,66 0,99 0,29 0,63 0,36 ти/0 80,9 100,0 98,4 47,1 90,2 67,5 23,2 47,1 28,1 93
Из наблюдений 1927 г. Физические свойства средмеойбдзблеинои, тяжело* Горизонты. Глубины Ь см Влагоемкость в % й і абсолютно* Прибор іеммерлинга- Полная М т (±) Р (±) і w»i0 Капиллярная М т (±) В + тг% Ло (2-10,5) Ло/П (10—17,5) . . . . А% (20-28,5) Bv (36-44,5) ?j (66-74,5) 36,40,74 33,0 24,2 0,49 tf3 (97-105,5) Вг (123-131,5) . . . . В% (145-153,5) . . . . Bk (170—178,5) . . . . S4 (194-202,5) . . . . 2,03 0,391,18 24,0 25,7 25,0 25,5 21,0 19,6 0,41 0,49 1,15 0,82 0,96 1,10 20,0 0,82 2,02 1.71 1,91 4,60 3,22 4,57 5,6; 4,10 4,06 14,05 0,31 2,66 0,56 0,35 4,52 0,96 0,29 100 100 24,6 99,2 42,3 27,5 100 66,0 23,2 35,3 32,2 23,0 23,4 24,7 24,3 25,1 20,3 18,7 19,1 0,81 0,37 0,52 0,38 0,48 1,20 2,30 1,15 2,26 1,62 1,94 4,94 0,803,19 0,96 0,84 0,75 4,73 4,49 3,93 3,48 14,42 0,62 2,12 0,31 0,55 3,84 1,25 0,36 100 100 46,5 96,5 24,6 41,6 100 79,0 28,1 1 Водопроницае ость определялась моим (диференциальным) методом с переменный ог 31 до 0 ^ В пахотном слое и под.олистім горизонте опреде десятью повторностями. Водопроницаемость определена при ел*д. отн ситель :ости): Д>-55,9%, А*—62,0'Уо, Дх-58,7%, ^а"60,9%, Я3—49,5%. влагоем кости): 94
Таблица 21 суглиНкСТОЙ почвы. Залежь мйогблетйяя. Вершина склона 1 сухую наЕеску і Сабан и на Капиллярная О і П О Л Н О й М 96,9 97,7 95,3 97,7 95,9 97,0 98,8 96,8 95,6 95,6 т (±) 0,43 0,20 0,98 0,63 0,60 0,79 0,40 0,67 1 16 1,35 Р (±) 0,44 0,20 1,03 0,65 0,63 0,81 0,40 0,69 1,21 1,41 5f сч Б + 1,73 2,40 2,06 2,07 1.Н 2,03 2,56 0,<Ю 0,0 в% W% 91,6 98,3 96,0 96,1 73,0 95,8 99,0 63,0 0 Максимальная гигроскопичность почвы в % на абсолютно- сухую навеску М 3,07 2,91 2,70 4,49 т Р (±) (Т) 0,08 0,01 0 2,60 0,34 0 0,132,90 6,530,07 6,57 0,05 5,56 0,09 4,98 0,05 5,25 4,95 0,07 0,01 1,07 0,76 1,62 1,00 5F сч сч f Б 1,99 21,0 13,77 13,60 0,47 9,81 5,63 3,14 1,33! 0,20 4,23 W% 95,4 100 100 .00 35,9 100 100 99,9 100 Водопроницаемость В 10 мин. воды просочилось в см М т (±) Р (±) 20,53,64 17,76 74,5 0,27 0,01 0,02 9,00 0,03 12,08 11,11 35 іч Б + сч г* 5,5? 8,25 W>!o 100 100 помощью стечлянных тр>бок. Диаметр тр\бок—3 см. Столб воды в трубках ления проведены с 120 копт[олем, в нижележащих подгоризонтах-с пятью- ной влажности почвы (дб^олютнля влажность в процентах от капиллярной 95
Как и в прежних таблицах, величины ее мало реальны и Не точны, что как отмечалось выше, нужно связывать с несовершенством метода уч^ета этого свойства. Из наблюдений 1928 г. Таблица № 22 Физические свойства среднеоподзолэннэй тяжелосуглинистой почвы. Залежь многолетняя. Вершина склона. Горизонты. Глубины в см. и против іение почлы сдавлив ін. ю в кило граммах на 1 кв см поверхности М m ±) Прилипание почьы к шлифован-ой меди в грам. на 1 кв. см попепхности 1±] J |t w»/0; м m j P (+) i±) E + w% А© пахотный (5 — 10) . . . Aa подзолистый (20—25) . Bj (36-41) B^ (66-71) B8 (95-100) 4,43 3,8l' 11,13 13,68 10,99 0,19 0,18 0,80 0,32 0,54 4,29 4,74 7,1? 2 34 4,91 2,41 8,9-1 2,96 4,29 98,4 100 99,6 100 0,22 1,53 0,57 1,14 0,83 0,02 0,16 0,09 0,16 0,12 9,09 10,16 15,79 14,04 14,46 8,13 5,23 3,10 1,55 100,0 1C0,0 99,8 88,2 Некоторые величины, как удельный вес скелета почвы и общая ее скважность, для большей надежности определены одновременно двумя приборами: Геммерлинга-Сабанина и Качинского. Как можно видеть из таблиц 19 и 20, оба прибора дают абсолютно несколько различные, но по ходу вполне согласные величины. Все физические свойства почвы выражают теснейшую зависимость от химизма почеы и механического ее состава, но по изменяемости их в почвенном профиле эти свойства можно расклассифицировать на две резко очерченных группы. Часть свойств, как максимальная гигроскопичность, удельный вес скелета почвы, твердость ее и отчасти липкость, возрастают с глубиной, увеличиваясь параллельно нарастанию иллювиального процесса. Остальные свойства (скважность, влаго- емкость, водопроницаемость) находятся в обратной зависимости с процессом иллювиальности и с глубиною резко падают (см. график 21). Остановимся подробнее на отдельных свойствах. Вещества, вымытые из верхних горизонтов в процессе почвообразования, вмываются в растворенной форме или чисто физически — в форме твердых почвенных частиц — в иллювиальные подгоризонты почвы, и, коагулируясь, соединяясь с другими веществами по месту вмытости в новые продукты, или в силу механической задержки откладываются здесь. Естественно, что вмытые вещества размещаются в порах задерживающего их слоя, увеличивая его удельный вес и сокра* 1 Определения произведены на монолитном образце при капиллярном насыщении почвы водою. 96
С ГЛАВНЫЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ПОЧВЫ ГОРИ- ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВО о о л Н W ш 3 Е Р О н S •?- X U Я о н о о S §" л ш EJ? н а я> н О * о *< і іа X X X о
тая порозность. Тому же процессу очевидно способствуеі и механическое сжатие нижних слоев почвы верхними, что вполне вероятно при наличии частого переувлажнения описываемой нами почвы водою1. Что же дают нам непосредственные наблюдения? Удельный вес скелета почвы неуклонно растет с глубиною. В пахотном слое величина его 1,33—1,35, тогда как в уплотненном горизонте мы имеем максимум в 1,78 (различие 0,45, безусловно доказанное). Одновременно с ростом удельного веса скелета почвы падает ее скважность, а значит ухудшаются и условия аэрирования почвы. Общая скважность в А0 — 48 — 49%. В уплотненных подгоризонтах она снижается до чудовищно малого для тяжелой почвы размера в 33,80%. Очевидно, что при таких условиях должна возрастать и плотность иллювиальных подгоризонтов, и точные определения ее с помощью моего твердомера показывают, что В2 почти в четыре раза тверже подзолистого горизонта и в 3,1 тверже А0. Ход твердости в почвенном профиле до чрезвычайности напоминает кривую полуторных окислов в нем и имеет явную связь с механическим составом горизонтов, с удельным весом их и др физическими свойствами. Различная скважность и плотность почвенных горизонтов не может не сказаться на водопроницаемости их, и прямые определения водопроницаемости показывают, что она в тысячи раз уменьшается по мере продвижения от пахотного слоя и подзолистого горизонта к горизонту уплотнения. Скважины, червоточины и трещины, многочисленные ходы живых и мертных корней делают верхние горизонты подзолистой почвы сравнительно сильно водопроницаемыми. В горизонте же уплотнения вода пробирается главным образом по трещинам» с трудом одолевая средины структурных отдельностей. Когда почва суха и трещины полы, вода быстро течет по ним в глубину. Но по мере увлажнения и набухания почвы, трещины уплотненных подгоризонтов замыкаются. Горизонт сплошной, слитой массой встает на пути воды. Вода может застаиваться месяцами, вызывая заболачивание почвы. Водопроницаемость уплотненных подгоризонтов тяжелой подзолистой почвы уменьшается вместе с увеличением степени оподзолен- ности. Так водопроницаемость В2 подзола суглинистого по нашим определениям близка к нулю. Каковы остальные водные свойства почвы? Максимальная гигроскопичность, являющаяся в значительной мере функцией от удельной поверхности /почвенных частиц, заключенных в единице веса почвы, изменяется по горизонтам параллельно содержанию ила (частиц < 0,001 мм). Подгоризо«ты наибольшей вмытости (В и В3) соответствуют и наибольшей гигроскопичности почвы. Размах изменяемости ее для данного разреза колеблется в пределах от 2,7 (А2) до 6,53 и 6,57% (В2 и В3). В других разрезах мне приходилось встречаться и с более высоким ростом максимальной гигроскопичности в уплотненных подгоризонтах почвы, так что в В величина ее достигала девяти и более процентов. Так как максимальная гигроскопичность почвы соответствует величине неусвояемой растением воды, а удвоенная гигроскопичность равняется (приблизительно) коэфициенту 1 В южных зонах, например в черноземной, такое сжатие в виду сухости почвы должно быть слабо выражено. 98
завядания растений, то, имея вышеприведенные цифры, мы можем утверждать, что коэфициент завядания растений и неусвояемая растением вода резко колеблются по отдельным генетическим горизонтам данной почвы и сильно возрастают в подгоризонтах уплотнения \ Иначе ведет себя влагоемкость почвы. Тщетно пытались бы мы уловить связь ее с механическим составом отдельных горизонтов. Достаточно сопоставить пахотный слой и подгоризонты уплотнения: по содержанию ила пахотный слой — «а последнем месте, тогда как влагоемкость его наивысшая. Большую параллель мы обнаружим три сопоставлении влагоемкости с содержанием гумуса и со скважностью почвы. Гумус и органическое вещество, которых относительно много в пахотном слое, будучи сами влагоемкими, сообщают это же свойство всему слою, а высокая скважность обусловливает полное размещение в слое всей воды, какую он Может удержать в силу молекулярных, капиллярных своих свойств и в силу набухаемости. В нижележащих горизонтах количество гумуса падает, скважность сокращается. Скважность уплотненных подгоризонтов так мала, что они физически не в состоянии вместить большего, чем показано в таблицах количества <воды. В данном случае влагоемкость — не в меру частичных сил почвы. Она ниже теоретической величины, которую можно предугадывать 'на основе удельной 'поверхности почвы2. Наблюдения показывают, что влагоемкость уплотненных подгоризонтов падает до 20%, а иногда еще более. Если мы, беря величины влагоемкости и максимальной гигроскопичности, вычислим возможное наибольшее количество воды (в пределах влагоемкости), какое могут удержать отдельные горизонты почвы, то окажется, что в пахотном слое до коэфициента завядания растений может содержаться 29,26°/* воды (36,4—6,14), тогда как на глубине метра уже только 1l,86Q/o (25,0—13,14). Таким образом маловодопроницаемые подгоризонты подзолистой почвы, обусловливающие ее заболачивание, в то же время с трудом и не всегда обеспечивают растения необходимым им количеством физиологически усвояемой воды. Таблица 233 Набухаемость различных подгоризонтов сргднеоподзоленной, тяжелосуглинистой почвы при полном капиллярном насыщении Горизонты. Глубины в см Набухаемость в % от об'ема воздушно- сухой почвы А0 (0 - 17) A. (17 — 28,5) . . . . Aa/^ + Bj (28,5 — 52) . В2 (52 — 81) B, (81-97) 3,50 2,60 0,64 3,44 3,73 1 См. подробней об этом в нашей работе «О влажности почвы и методах ее изучения», изд. 2-е (33). J См. об этом под1 обнее в нашей книге «Замерзание, размерзание и влажность почвы в зимнрй сезон в лесу и на полевых участках» (40). 1 Определено проведение на монолитном образце почвы. Образец насыщался до полного капиллярного унлажнения, сохранялся в таком состоянии неделю и «ютом просушивался до воздушно-сухого состояния. 7* 99
Тесно сопряжены с водными свойствами почвы ее липкость и набухаемость. Методы определения этих свойств описаны выше. Здесь остановимся на результатах определения (см. таблицы 22 и 23). Оба свойства казалось бы должны усиливаться параллельно с мелкоземи- стостью горизонтов: увеличение мелких фракций почвы и особенно ила должно увеличить набухаемость и липкость. В пахотном слое заметно вклинивается влияние гумуса, недоразложившегося органического вещества и живых корней: липкость они должны по сравнению с мелкоземом ослаблять, а набухаемость увеличивать. Изложенные предпосылки не вполне об'ясняют результаты исследования (см. таблицы). В липкости теоретически мыслимую стройность картины нарушает подзолистый горизонт. Определения липкости в нем проводились на двух монолитных образцах, на каждом с десятерным контролем, и оба раза получились однотипные результаты: подзолистый горизонт ненарушенной почвы по липкости отчетливо выдвигается на первое место, давая величину в 1,53 г на каждый кв. см поверхности. По содержанию ила (см. таблицу 17) он много беднее иллювиального горизонта, но зато крупных фракций в нем меньше. Повидимому липкость обусловлена совокупностью всех фракций и зависит от того или другого их сочетания. Кроме того здесь безусловно сказываются химический состав горизонтов, различное агрегатное их состояние и водные свойства. Нижележащий иллювиальный горизонт богат илом (см. таблицу 17), но влагоемкость его, как мы отмечали, немногим выше, а иногда и ниже влагоемкости подзолистого горизонта. Количество воды, могущее разместиться в скважинах В2, совсем не пропорционально поверхности его почвенных частиц, и потому эти частицы будут находиться в худших условиях размокания, чем частицы лодзолкстаг# горизонта, а вместе с этим В2 покажет и не полную, свойственную ему в разрушенном состоянии липкость. Об этом говорит следующий опыт. Я взял центральные части обоих горизонтов, поместил их в фарфоровые чашки, избыточно смочил водой и размял руками все почвенные агрегаты. После этого почвою были наполнены металлические решота, дно которых застилалось фильтровальной бумагой. Верх почвы насколько возможно ровно сглаживался ножом, чтобы уничтожить все индивидуальное в сложении горизонтов. После стекания из почвы избыточной воды были созданы условия капиллярного насыщения почвы водою и через сутки в таком состоянии определена ее липкость. Средние величины из 4 контрольных определений для каждого горизонта получились следующие: А2 — 7,56 и В2—8,58 г на один к>з. см поверхности. Как видим, картина в соотношении липкости горизонтов и абсолютная ее (липкости) величина резко изменились. Липкость значительно возросла по сравнению с ненарушенной почвой. В2 стал более липок. Контроль стал ровнее. Уничтожили естественное сложение почвы, и на первый план выступила влияние механического ее состава. В ненарушенной же почве мы имеем ту же картину, что п для влагоемкости, когда богатый илом горизонт В отнюдь не выдвигается на первое место по влагоемкости. Изложенное об'яснение- высокой липкости подзолистого горизонте в естественном его состоянии мне представляется наиболее правдоподобным, но я должен указать, что материал исследования еще (пая и он нуждается в проверке. 100
В остальных горизонтах соотношение липкостей вполне об'яснимо. Пахотный слой имеет наименьшую липкость, как богатый корнями и органическим веществом и сравнительно бедный илом. Тем не менее липкость А0 данной почвы по сравнению с легкими почвами все же высока. Так пахотный слой супесчаной почвы из местечка Шарапове, Московской области, б. Звенигородского уезда, при капиллярном насыщении показал липкость 0,07 г на 1 кв. см поверхности. Различие этих почв по липкости и 'плотности обусловливает легкость обработки супесчаной почвы и тяжелую обработку суглинистой. Набухаемость почвы определена также в монолитном образце. Величины ее (см. таблицу 23) при капиллярном насыщении почвы водой, при подаче воды к каждому горизонту с глубины 8 см, достигают в некоторых горизонтах 3 и более процентов. Сильно набухает пахотный слой, богатый органическим веществом, и иллювиальный горизонт в районе В2 и Ва. Подзолистый горизонт показал среднюю набухаемость, что вполне вероятно, а подгоризонт первого уплотнения Bj — наименьшую. Мне кажется, что на размерах набухания Вг сказалась зажатость его между другими горизонтами, тогда как набухаемость А0 и В3 выявилась почти в полной мере в виду их крайнего залегания в исследуемом образце и открытости в одну сторону. В связи с этим для выявления потенциальной энергии набухания каждого подгоризонта целесообразно вырезать из них куски равной формы и об'ема и уже в этих кусках, однородно открытых, определять набухаемость. Однако ясно, что полученные таким образом данные не следует распространять на полевые условия залегания почвы. Там свободным оказывается лишь пахотный слой, свободно открытый в одну сторону. Остальные горизонты взаимно ограничивают друг друга. Чем глубже залегает горизонт, тем меньше ему простора для пространственных изменений. В этих условиях твердая фаза почвы может перераспределяться лишь в пределах собственной скважности. Не имея возможности нормально расшириться, нижние горизонты в период набухания приходят в состояние внутренней напряженности и расширяются, лишь будучи оторванными от остальной почвенной массы. Нам осталось указать еще на изменяемость в почвенном профиле удельного веса твердого субстрата почвы. Наименьшую величину (2,60) он имеет в пахотном слое, промежуточную (2,65) — в подзолистом горизонте и наибольшую (2,82) — в горизонте уплотнения. Подобная изменяемость сопряжена с различным содержанием в описываемых горизонтах гумуса и органического ве- ; Ао 20 _ \Аг 32 _ Вз 13? jf?4 200 Рис. 22. Распространение корней разнотравья по генетическим горизонтам среднеоподзоленной, тяжело - суглинистой почвы. 101
щества. Повышение гумозности и органических остатков понижает удельный вес. Все разобранные материалы согласно характеризуют описанную почву, как почву типично подзолистую. Знакомство с физическими свойствами расширило и углубило наше знание о ней. Мы можем не гадать теперь об условиях дыхания почвы в различных горизонтах, о возможном (предельном) запасе в ней воды, об условиях циркуляции почвенных растворов, о величинах воды, неусвояемой растениями, о быстроте проникновения воды в почву, о весе отдельных пластов почвы, сравнительной плотности и липкости их и т. д. По всем этим вопросам мы располагаем конкретным материалом и знаем точность его значимости. Наличие подобного материала о ряде почвенных типов естественно облегчит задачу почвоведа и в смысле генетической классификации почв и в вопросах расценки почв как об'екта сельскохозяйственного использования. Вернемся еще к описанной нами подзолистой почве. Она бедна питательными веществами. Она характеризуется отрицательно выраженными (с точки зрения работника земли) физическими свойствами Но отдельные горизонты этой почвы далеко не равноценны по значимости. Пахотный слой ее, бедный и малоплодный по сравнению с такими почвами, как каштановая или чернозем, в пределах подзолистой почвы является самым богатым, основою урожая. Нижележащий подзолистый горизонт вымыт и бесплоден. Листоватая структура делает его резко неблагоприятным по физическим свойствам. Отрицательное действие этих свойств ослабляется дождевыми червями, сверлящими горизонт, но только ослабляется, а не парализуется. В массе своей он трудно- проницаем для корней. Наконец иллювиальные подгоризонты: по содержанию питательных веществ они несравненно богаче вышележащего подзолистого, а в некотором отношении (см. содержание поглощенных оснований) даже пахотного слоя, но благодаря резко отрицательным физическим свойствам этих подгоризонтов питательные вещества их не могут быть в надлежащей мере восприняты растением. Так можно оценить почву на основе анализов. Но мы знаем оценку ее и растением и не только по урожаю, но и по характеру развития корневой системы (см. рис. 22 и таблицу 24). В своей книге «Корневая система растений в почвах подзолистого типа» я подробно останавливался на корнях. Здесь же напомню главное из наблюдений. «В подзолистой суглинистой почве растения развивают главную массу корней (от 80 до 95°/о) в пахотном слое или перегнойно-аккумулятивном горизонте. Значительная часть этих корней ложится на корни деятельные — сосущие. Переход в горизонт подзолистый знаменуется резким падением в содержании корней, иногда в десять и более раз. Корни размещаются в нем по червоточинам, по ходам старых корней и по началу закладывающихся здесь трещин. Общая же сеть корней крайне слаба. В уплотненных подгоризонтах количество корней еще более сокращается. Проникают они сюда преимущественно по трещинам и червоточинам, редко прокладывая в грунте самостоятельные дрены» (стр. 87). Распространение корней в означенных пустотах не случайно конечно. По трещинам и червоточинам в первую очередь текут растворы, сюда быстрее и в большем количестве про- 102
л га эг о с SS о н U X с о т ч: о с о I- u X X >* и X га ь X о m X о. о X и ш X X ь X ш L. о с .to га & о X го га О. 01 X а. о X ш ш X га схо о S и к X Я о * К ^ 3 s GJ О Я X а» «L» Ю К а. эв <и" о о о си о a о Э Я X к се о о х с S С О л О о ш н и S с: о 2 bd CQ Я О Ю О) э* К О CQ CU о о а н о а> сг К о П эК Ф о, о •нсіон чгэи хээя вээа J-o % g г Н о со" CD олэод хинігэдо xnHuXd>j г-і О СЧ СО со ю ел сч ел со со ю оо ел т*» со со олэод ХЮШЭ]ЛГ xi4HuXd>j олээд хилігэдо XRHU^d}{ олээд сч о G4 "со со CD CD CO CO СЧ о to 00 CD co CO CO CO СЧ о QO co~ CO хияігэдо CO Ю CO CM <M CO CO CO о CO о o do CO cT "ю" о" со со сч CD о со о со о со о" еч о о о ¦^ *•, О г- со с- о ** ^ сч •—1 о* ел 00 со сі" со XHHiiXd)! ь- ел *¦» с- 1 CD СО *v О со со +-, О "ГР ^ *ч О 1—і СО г* О ^ ^ #ъ О С* wo я aoiHoeHdojirou KHHBJ3IfB8 HHHp.flfJ о см со о со ю 00 ю Ч» о оо росі с и га Л ание m оэ rf Е ш о н о со Я СХ О U Е( о с АЧ г» 03 1 • сх о • Всего ней 103
никает воздух. Развивая корни в пустотах, растение ставит себя в- наилучшие (возможные) условия существования. Как видим, корни несут на себе яркий отпечаток данных почвенных условий. В характере их развития как бы подсуммировалось воздействие всех вышеописанных свойств почвы. Знать урожай и корни — значит проверить свою оценку почвы, значит углубить свое знание о ней. Химия, физика почвы и живой организм, на ней и в ней растущий,—вот разделы нашего знания, без тесного повседневного об'еди- нения которых интересующий нас об'ект — почва не может быть до конца понята и с надлежащей полнотой использована.
IV. СТАЦИОНАРНЫЕ ПОЧВЕННЫЕ РАБОТЫ КАК ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ЗВЕНО ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ПОЧВЕННЫХ ОБСЛЕДОВАНИЙ В предыдущих главах я старался доказать необходимость при территориальных почвенных исследованиях работ по физике почвы и корневым системам растений. Однако, если мы задаемся целью углубленного и всестороннего познания почвы, необходим еще один раздел работ, который должен венчать исследование, это—стационарные почвенные работы по типу тех, какие например велись в почвенных отделах областных станций. В подобных работах может быть прослежена жизнь почвы совместно с растением изо дня в день с учетом всех главнейших ее особенностей, с охватом динамики почвенного процесса. Этот раздел работ особенно необходим в вопросах питательного режима, который при территориальных почвенных обследованиях также остается недостаточно освещенным. По времени стационарные работы должны замыкать все исследование, чтобы на основе территориальных работ можно было выделить наиглавнейшие почвенные типы, подлежащие дальнейшей проработке. В тех местностях, где на территории работ почвоведа существуют опытные учреждения, стационарные почвенные исследования нужно нривязывать к ним. Если опытных и исследовательских учреждений нет, а изучаемый район научно и хозяйственно важен, нужно создавать временно или постоянно действующие исследовательские участки.
СПИСОК РАБОТ, НА КОТОРЫЕ ЕСТЬ ССЫЛКА В ТЕКСТЕ (В ПОРЯДКЕ ССЫЛОК) 1 Н. А. Качинский. Корневая система растений в почвах подзолистого типа. Исследование в связи с водным и питательным режимом почв. сТруды МОСХОС» за 1925 г., вып. 7. 2. С. И. Тюремнов. Годовой ход влажности и влияющие на него условия в за- паднопредкавказском выщелоченном черноземе. 1924 г. «Труды Куб. с.-х. института». Том I, вып. II. Крас юдар. 3. С. А. Захаров. Курс почвоведения. 1927. 4. Е. Д. Домрачева. Физико-механический и химический анализ почвы. 1928. 5. К. К. Гедройц Ультрамеханиче^кий состав дочвы в зависимости его от рода катиона, находящегося в почве в поглощенном состоянии. Известкование как мера улучшения ультрамеханического состава почвы, «Журнал опытной агрономии», том XXII. 1921—1923. 6. П. С. Коссович. Краткий курс общего почвоведения. 1916. 7. А. Ф. Лебедев. Почвенные и грунтовые воды. Москва. 1930. 8. Prof. L. Kopezky Die physikalischen higenschaften des Bodens. «Internationale Mitteilungen fur Bodenkunde», Heft 2-3. 1914. 9. Опытное поте Тимир. (б. Петровской) с.-х. академии. Водопроницаемость почв и грунтов Кг к фактор плодородия полей. «Н. А. Ж » 1924, № 4. 10. А. В» Трофимов. Некоторые результаты изучения водопроницаемости почвы. <Н. А. Ж.», 1924 г. № 4. 11. Prof W. Frsckmann u. Dr. Jaaert. Eine fur die Kulturtechnische Praxis brau- chbare Methode гиг Bestimmung der Wasserdurchlassigkeit im gewachsenen Boden. «Der Kulturtechniker». 1924, Heft 3. 12. H. А. Каччнскнй. Водопроницаемость почвы в естественных условиях ее залегания (с цельной и разрушенной структурой). Доклады Всесоюзным с'ездам почвоведов в 1926 и 1927 гг. «Бюллетени почвоведа». 1926 г. До 2—4. 13. Н. А. Качинский. Изучение физических свойств почвы и корневых систем растений при территориальных почвенных обследованиях. Москва, 1930. Изд. 1-е. 14. М. С. Кузьмин. Работы по прикладному почвоведению на Саратовской областной опытной с.-х. станции. «Бюллетени почвоведа» за 1926 г. № 2—4. 15. Л. С. Захарова. Опыт изучения водопроницаемости почв «круглика» по способу дождевания. «Ежегодник по изучению почв Северного Кавказа>. 1928 г. том I, № 40. 16. С. А. Захаров. Краткий курс практических занятий по почвоведению. 1930. 17. В. Е. Brown, W. Н. Mac. lntire and W F. Crec „Camparative physicals and chemicals studies of file plots, treated differently and for twenty—eight- years. „An. Rpt. Agr. Exp. St.» 1909 — 1910. 18. С F. Schaw. A method for determining the volume weight of soils in field condition. Journ. of Amer. Soc. of Agr., 1917, 9. 19. M. X. Пигулевский и E. Ф. Зеберг. Порозность и удельный вес почвы. Отдел машиноведения Государственною института опытной агрономии. Сборник работ и статей по вопросам с.-х. машиноведения и мотокультуры. Выпуск I. 1925 г. 20. М. В. Harland and R. S. Smith. Volume weight of certain field soils. «Journ. of the Americ». Soc. of Agr. Vol. 20, № 6, 1928. 21. O. W. Israelson. Studies on capacities of soils for irrigation water and on a new method of determining volume weight. Journ Agr., Research, 13,1918. 22. Frear William and Erb E. S. Excavation method for determining the apparent specific gravity of soils. Journ. Ass, of Agr. Chem. 4„ 1922. 23. S. H. Beckett. The use of highly viscous fluids in the determination of volume — weight of soils. «Soil science». 1928. Vol. XXV, № 6. 24. К. С. Кириченко. Определение об'емного веса почвы с помощью вазелина. «Труды Кубанского с.-х. института», том VI, 1929 г., Краснодар. 25. В. Frosterus und H. Frauenfelder. Volumenbestimmungsapparat. «Mitteilungen der Internationalen Bodenkundlichen Gesellschaft». Neue Folge, Band 1, № 1, 1925. 306
26. А. М. Панков. К определению удельного веса почвы. сЕжегодник по изучению почв Северного Кавказа», том II. 27. НКПС Центральное управление местного транспорта, вып. № 13 за 1926 г., Москва. Метод определения удельного веса скелета почвы, применяемый дорожным бюро. 28. Н. Бурмачевский. Прибор для определения порозности ивлагоемкости ночв. «Материалы по изучению русских почв», выпуск 4-й. 1838. 29. В. Р. Вильяме. Лекции по почвоведению. Москва, 1897 г. 30. А. А. Измаильский. Влажность почвы и грунтовая вода 1894. 31. П. Бараков. Курс общего земледелия. Часть 1, издание 1903 года и позднейшие. 32. О. О. Дворжак.«Труды Анненковской с.-х. опытной станции» за 1914 и 1915 годы. 33. Опытное поле Тимяр. (быв. Петровской) с. х. академии. «К изучению аэрации почвы» Известия Московского с.-х. института. 1915 г. Книги 1—2. 34. Г. Ф. Нефедов. Ударный (забивной) земляной бур для вынутия образцов грунта строго определенной величины с сохранением естественной структуры. Труды Совещания по сельскохозяйственному опытному делу в 1913 году. Вып. II. Петроград. 19 4. Департамент земледелия. 35. Н. А. Качинский. О влажности почвы и методах ее изучения. Изд. 1-е, 1913 г.; изд. 2 е, 1924 г.; изд 3-е. 1930 г. 36. Опытное поле Тимир. (б. Петровской.) с-х. академии. К изучению структуры почвы как соотношения некапиллярной и капиллярной скважности и ее значения в плодородии почвы. Н-А. Ж, 1924 г., № 7—8. 37. П. А. Некрасов. К изучению изменений некоторых водных и воздушных свойств пахотного слоя под влиянием паровой обработки. «Н.-А. Ж.» 1925 г., № 2. 38. П. Андрианов. Бур для получения пробы почвы с ненарушенным строением и определенного об'ема «Н -А Ж.» 1925 г., № 3. 39. В. А. Желиговский. Почненнный бур для взятия пробы почвы с ненарушенным строением. «Н. А.Ж» 1925 г , № 3. 40. Н. А. Качинский. Замерзание, размерзание и влажность почвы в зимний сезон в лесу и на полевых участках. Москва. 1927. 41. Е. В. Powell. A new soil core sampler «Soil science», vol. XXI, 1926, № 1. 42. A. M. Панков. Почвы плоскостной части Северной Осетии. Изд. Сев.-кавк. ас научн.-иссл. институтов, 1928. 43. А. М. Панков. Почвы Дигорского комбината Северной Осетии. Изд. С?в. Осет. научно-исследовательского института. 1929 44. А. М. Панков. Почвы Степновского, Моздокского и Наурского районов Терского округа Издание Северокавказской ассоциации научно-исследовательских институтов. 1929. 45. С. В. Зонн. К изучению динамики физических свойств почв восточного опытного поля Горского с.-х. института. «Ежегодник по изучению почв Северного Кавказа» 1929 г. 46. В. П. Попов. Почвенная влага и методы ее изучения. Труды Млеевской садово-огородной опытной станции. 1928 г., вып. 16. 47. А. Е. Lebedev. The volume weight of soils as a physical characteristic of the soil profit. «Soil Science».Vol. XXV, №3,March, 1928. 48. E. Г. Петров. Описание конструкции бура для взатия почвенных образцов с ненарушенной структурой. «Н.-А.Ж». 1929 г. № 3. 49. А. В. Лавров. Бур Ливенского опытного поія Северо-черноземной опытной сети. «Бюллетени почвоведа» 1929 г., № 1-3. 50. Н. А. Качинский. О почвенных бурах для взятия образцов с ненарушенной структурой. «Почвоведение», № 4. 1925. 51. П. А. Некрасов и И. С. Грабовский. Изучение пестроты скважности, влажности и капиллярной влагоемкости в почве по способу наименьших квадратов. «Научво-агрономический журнал», 1928 г. № 10. 52. А. Л. Сапегин. Вариационная статистика. 1928. 53. О. Д. Хвольсон Курс физики. Том 1. 1923. 54. Mitscherhch. Bodenkunde fur Land-und Forstwirte. 1923. 55. Mltscherllch, Bodenkundliches Praktikum, 1927. 56. G. Schiibler. Grundsatze der Agnk. «Chemie». Leipzig. 1830. Bd. H. 57. С Trommer Bodenkunde. Berlin. 1857. 58. W. Schumacher. Die Physik des Bodens. Berlin 1864. 107
59. A. Ritter v. Uebenberg. Unters. uber die Bodenwarme Habilitationsschrift Halle. 1875. 6#> С Lang. Uber Warmekapasitat der Bodenkonstituenten. Forsch. aus dem Ge- biet d. agrikultur physik. Bd. 1. 61. E. Wollny. Unters. uber das spez. Gewicht usw. der Bodenarten. Ebenda, Bd. VIIL 62. A. Milscherlich. Die Gewichtseinheit als Ausgangspunkt fur physikalische Bo- denutersuchungen; Fuhlings landw. Zeitung. 49 Jahrg., 7 Heft. вЗ. К. К. Гедройц. Химический анализ почвы. 3 929. 64. С. Г. Крапивин. Количественный анализ. 1925 г. 65. Н. Rodewald. Uber Quellungs — und Benetzungserscheinungen. «Zeitschrift fur physikalische Chemie». Bd. 33. 1900. 66. H. Rodewald. Teorie der Hygroskopizitat Landw. Jahrbticher, XXI. 1902. H. */*¦ 67. Л. Захарова. К изучению связности почвы в полевых условиях при помощи динамометрического лома. «1 руды Кубанского с.-х. института»» Том. VI. 68. А. В. Лавров. К вопросу об агрономической оценке плакорного места зоны обыкновенного чернозема (из р^бот Каменно-степной опытной ст.). 69. К. Y. Meyenburg. Eine registrierende Lug-und Druckfestigkeitssonde Jinter. Mil fur Bodenkunde, Bd. 14, H. */л 1924- 70. Werner Nitzsh. Die Bezichungen zwischen Bearbeitung, Struktur und Ertrag des Ackerbodens, Mitteilung aus der Versuchs—und Lehranstalt fur Boden- fraskultur des Simens-schuckertwerke g. m. b. H. Zu Gieshof (Prof, d-r Holldaek), 1927. 71. H. А. Качинский. Влияние тракторной обработки на физические свойства почвы. «Труды Гос. Почвенного института» за 1927 г., вып. 1. 72. В. Бекетов. Определение механического состава почвы и свойства ее по отношению к воде. Москва. 1900. 73. П. А. Земятченский, В. В. Охотин, В. К. Яновский, С. И. Рутковский. Методы и указания по исследованию грунтов для дорожного дела. Ленинград. 1928. 74. А. Н, Сабанин. Различные способы механического анализа и способ двойного отмучивания с малой навеской. «Почвоведение», №.№ 1—2, 1903. 75. Он же. К вопросу о механическом анализе почв. «Почвоведение», № 2.1930. 76. Он же. Краткий курс почвоведения. Москва. 1909. 77. В. Р. Вильяме. Опыт исследования в области механического анализа почв» Москва. 1894. 78. Он же. Почвоведение. Часть 1. Москва. 1920. 79. В. П. Серебряков. Механический анализ почв по методу Вильямса. Ниж- полиграф. 1923. 80. С W. Robinson. A new method for mechanical analisis of soils and other dispersion, «In journal of Agricult Science», V. XII 1922. 81. Robinson. Note of the mechanical analysis, «Agrikultur Science», Bd. XII. 19221 82. G. W. Robinson. The form of mechanical composition curves a. s. f. «In Journal of Agrikult. Science», v. XIV, part. 4. 1924. 83. H. А. Земятченский и В. В. Охотин. О механическом анализе обломочных горных рыхлых пород. Дорожные исследования ЦУМТ, вып. XIX. 1928 гв 84. Е. Wollny. Untersuchungen tiber Kapillare Leitung des Wassers im Boden. «Forsch. auf. geb. der. Agr. Phys.», 1884 85. E. Wollny. Untersuhungen uber das specifische Gewicht, das Volumgewicht und die Luftkapazitat der Bodenarten, «Forshnug, auf d. geb. ber. Agr. Phys.» 1895. 86. M. Stahl — Schroder. Ueber Wasser und Luftkaparitat einiger Bodenartea Leipzig, 1892. 87. В. В. Квасников. Влияние структуры почвы на ее физические, химические и биологические свойства. Самара. 1927. 88. А. Н. Соколовский и Е. С. Лукашевич. К познанию физических свойств почвы. Успехи агрономии. «Вестник ТСХА», кн 1, 1925. 8?. К. К. Гедройц. К вопросу о почвенной структуре и сельскохозяйственном ее значении «Изв. Гос. института оп. агрономии», № 3, т. 1У. 1926. 90. А. Ф. Тюлин. Вопросы почвенной структуры, 1-е сообщение. Пермь 1927. 2-е сообщение — Пермь 1928. 91. В. Н.Симаков. О взаимодействии золей и гидрата окиси железа, гидрата окиси алюминия, кремнекислоты и перекиси марганца. 108
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр, Предисловие ко 2-му изданию 3 Предисловие к 1-му изданию 3 I. Цель постановки и программа исследований 4 Необходимость учета физических свойств почвы и корневых систем растений для познания почвенного типа и утилитарного использования почвы 4 Исследование главнейших почвенных разностей, характеризующих изучаемую территорию 5 Свойства почвы, намеченные к изучению* а) механический состав почвы с учетом ила, б) удельный вес скелета почвы и твердого ее субстрата, в) скважность, г) максимальная гигроско- ничность, д) наименьшая влагоемкость (по Кассовичу) или максимальная молекулярная влагоемкость (по Лебедеву), е) влагоемкость капиллярная, ж) водопроницаемость, з) сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию (твердость) и липкость ее, и) набухание, к) структура -> II. Метод исследования & Изучение физических свойств почвы в поле и в лаборатории в образцах с ненарушенной структурой В Методы изучения отдельных физических свойств почвы & удельный вес скелета почвы, скважность и влагоемкость ее 9 удельный вес твердого субстрата почвы 21 максимальная гигроскопичность почвы 27 оборудование, необходимое для производства анализа влагоемкость почвы 34 водопроницаемость почвы 41 сопротивление почвы сдавливанию и расклиниванию 50 приб р для определения липкости почвы набухание почвы 60 механический состав почвы 62 структура 62 Метод описания и учета корней растений 62 О динамичности и варьировании свойств почвы 66 Распределение работ 88 III. Согласование результатов химического и физического анализов почвы для целей расценки почвенных разностей 88 IV. Стационарные почвенные работы как заключительное звено территориальных почвенных обследований 104 Список работ, на которые есть ссылка в тексте 10"