Клейпан
Клейпан – плотный, компактный, медленно проницаемый слой в недрах. [1] В нем значительно выше содержание глины , чем в вышележащем материале, от которого он отделен резко выраженной границей. Плотная структура ограничивает рост корней и проникновение воды. Таким образом, высокий уровень грунтовых вод . на поверхности глиняного поддона может образоваться [2] В канадской системе классификации глинистый пан определяется как обогащенный глиной иллювиальный горизонт B (Bt). [3]
Расположение
[ редактировать ]Claypan присутствует на обширной территории центральной части Соединенных Штатов (около 4 миллионов га) в нескольких штатах, таких как Канзас , Оклахома и Иллинойс . [2] Его также можно найти в Австралии по всему юго-западу Квинсленда . [4]
Формирование
[ редактировать ]Глиняная плита образуется из разных исходных материалов в зависимости от геологического местоположения, например, в поймах рек. Образование глины связано с отсутствием растительного покрова, гранулометрическим составом почвы и большим количеством осадков. Отсутствие растительного покрова делает почву более восприимчивой к воздействию дождевых капель. Когда капли дождя с высокой энергией ударяются о голую почву, мелкий песок, ил и частицы глины перераспределяются, закупоривая все поры. Когда все поры заполнены, образуется уплотненный слой, ограничивающий проникновение воды. [4]
Характеристики
[ редактировать ]
Преобладающим материалом является монтмориллонитовая глина , которая имеет сильное набухание и усадку в зависимости от содержания влаги в почве. В засушливый сезон испарение перемещает воду из глубокого горизонта к поверхности почвы за счет капиллярного действия. Удаление воды приводит к усадке глины, и почва становится сухой и твердой. В сезон дождей обильные осадки приводят к набуханию глины, поглощающей воду. Высокое содержание влаги приводит к получению влажной и липкой текстуры глины. При набухании глины низкая насыщенная гидропроводность препятствует вертикальной инфильтрации воды в более глубокий горизонт почвы. Это приводит к появлению насестов над слоем глины. [5]
Водопроницаемость ограничена в слое глины, что приводит к низкой аэрации почвы. Водоудерживающая способность глиняного поддона высокая. Однако большая часть запасенной воды недоступна для растения, поскольку вода часто испаряется, а размер пор почвы очень мал. [6]
Поскольку глиняный поддон кислый и богат глиной, происходит высокая сорбция оксидов Al, K и Fe глинистыми минералами. Таким образом, глиняный поддон содержит зону с преобладанием катионов, что приводит к относительно высокой катионообменной способности (CEC) поглощать и удерживать питательные вещества. [7]
Концентрация экстрагируемого калия положительно зависит от содержания глины. В глине имеется относительно высокое содержание экстрагируемого калия из-за накопления катионов. Высокое содержание оксидов алюминия и оксидов железа притягивают фосфор к глинистым частицам, что увеличивает содержание фосфора в почве. [8]
Влияние на растения
[ редактировать ]Основными негативными воздействиями глины на растения являются ограничение корневой системы, ограничение доступной воды и ограничение питательных веществ. Плотная структура глины ограничивает развитие корней.
Растения с неглубокими корнями могут не выдержать силы сжатия почвы из-за усадки глины в засушливый сезон. Низкая скорость инфильтрации воды и гидравлическая проводимость могут привести к образованию выступающего слоя грунтовых вод поверх слоя глины. Вода в верхних слоях грунтовых вод испаряется, а не поглощается растениями, особенно в засушливый сезон. Во влажный сезон с большим количеством осадков вода может проникать по всей почве. Однако низкая аэрация насыщенной почвы может привести к корневым гнилям, снижающим устойчивость растений. [9]
Кислые, богатые глиной свойства глиняного поддона приводят к сорбции фосфора (P) глинистыми минералами. Несмотря на то, что общее содержание фосфора в глине относительно велико, они сильно притягиваются частицами глины, недоступными для использования растениями. Следовательно, для увеличения доступного фосфора для усвоения растениями требуется большое количество фосфорных удобрений. В отличие от P, высокое содержание калия (K) в глиняном горшке доступно для использования растениями, что сокращает применение калийных удобрений. [7]
Риск эрозии почвы
[ редактировать ]Почва с глинистым слоем весьма уязвима к эрозии почвы . Низкая скорость инфильтрации воды и образование приподнятого уровня грунтовых вод над слоем глины во многом увеличивают поверхностный сток при выпадении осадков большой продолжительности или высокой интенсивности. Сточные воды могут удалить верхний слой почвы, содержащий в основном органические вещества. Это еще больше снизит доступность питательных веществ для растений. [1]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Конвей, Лос-Анджелес; Йост, Массачусетс; Кухня, NR; Суддут, С. (2017). «Использование толщины верхнего слоя почвы для улучшения управления фосфором и калием в зависимости от конкретного участка на глинистой почве» . Агрономический журнал . 109 (5): 2291–2301. дои : 10.2134/agronj2017.01.0038 .
- ^ Перейти обратно: а б Сяо, К.; Сассенрат, Г.Ф.; Зеглин, Л.Х.; Хеттиаракчи, генеральный менеджер; Райс, CW (2018). «Вертикальные изменения почвенных микробных свойств в глинистых почвах» . Биология и биохимия почвы . 121 : 154–164. doi : 10.1016/j.soilbio.2018.03.012 . S2CID 90573070 .
- ^ Правительство Канады (13 декабря 2013 г.). «Словарь терминов почвоведения» .
- ^ Перейти обратно: а б Уильямс, К.; Биггс, А. «Формирование глиняных котлов на юго-западе Квинсленда, Австралия» (PDF) .
- ^ Рао, С.М. (2011). «Умачивание и высыхание, влияние на физические свойства почвы» . Энциклопедия агрофизики . Серия Энциклопедия наук о Земле. стр. 992–996. дои : 10.1007/978-90-481-3585-1_189 . ISBN 978-90-481-3584-4 .
- ^ Сэдлер, Э.Дж.; Лерх, Р.Н.; Кухня, NR; Андерсон, Ш.; Баффо, К.; Суддут, штат Калифорния (2015). «Долгосрочное исследование агроэкосистемы в центральном бассейне реки Миссисипи, США: введение, создание и обзор» . Дж. Энвайрон. Квал. 44 (1): 3–12. дои : 10.2134/jeq2014.11.0481 . ПМИД 25602315 .
- ^ Перейти обратно: а б Джеймисон, венчурный капиталист; Смит, Д.Д.; Торнтон, Дж. Ф. Исследование почвы и воды на глинистой почве . Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США-ARS.
- ^ Конгривс, штат Калифорния; Смит, Дж. М.; Немет, Д.Д.; Хукер, Д.; Ван Эрд, LL (2014). «Органический углерод почвы и землепользование: процессы и потенциал на участках долгосрочных исследований агроэкосистемы Онтарио». Канадский журнал почвоведения . 94 (3): 317–336. дои : 10.4141/cjss2013-094 . hdl : 10214/21250 .
- ^ Шарф, П.; Майлз, Р.; Натан, М. Фиксация P и K почвами Миссури. Обновления исследований плодородия почвы и удобрений штата Миссури . Колумбия: Univ. штата Миссури.
