stringtranslate.com

Клейпан

Claypan — это плотный, компактный, медленно проницаемый слой в подпочве . [1] Он имеет гораздо более высокое содержание глины , чем вышележащий материал, от которого он отделен резко определенной границей. Плотная структура ограничивает рост корней и инфильтрацию воды. Поэтому на поверхности claypan может образоваться возвышающийся уровень грунтовых вод . [2] В канадской системе классификации claypan определяется как обогащенный глиной иллювиальный горизонт B (Bt). [3]

Расположение

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

Глинистый пан формируется в различных исходных материалах в зависимости от геологического местоположения, например, пойм. Образование глинистого пана связано с отсутствием растительного покрова, распределением размеров частиц почвы и большим количеством осадков. Отсутствие растительного покрова делает почву более восприимчивой к атакам дождевых капель. Когда капли дождя ударяются о голую почву с высокой энергией, мелкие частицы песка, ила и глины перестраиваются, чтобы закупорить все поры. Когда все поры заполнены, образуется уплотненный слой, ограничивающий просачивание воды. [4]

Характеристики

Слоистая глинисто-песчаная почва

Доминирующим материалом является монтмориллонитовая глина , которая имеет высокие характеристики набухания и усадки в зависимости от содержания воды в почве. В сухой сезон испарение перемещает воду из глубокого горизонта к поверхности почвы посредством капиллярного действия. Удаление воды приводит к усадке глины, и почва становится сухой и твердой. Во влажный сезон обильные осадки приводят к набуханию глины для поглощения воды. Высокое содержание влаги приводит к образованию влажной и липкой глинистой текстуры. Когда глина набухает, низкая насыщенная гидравлическая проводимость препятствует вертикальной инфильтрации воды в более глубокий горизонт почвы. Это приводит к тому, что вода скапливается над слоем глинистого подложки. [5]

Проницаемость воды ограничена в слое глинистого поддона, что приводит к низкой аэрации почвы. Водоудерживающая способность глинистого поддона высока. Однако большая часть хранящейся воды недоступна для растений, поскольку вода часто испаряется, а размер пор почвы мал. [6]

Поскольку глинистый поддон кислый и богат глиной, наблюдается высокая сорбция оксидов Al, K и Fe на глинистых минералах. Поэтому глинистый поддон содержит зону с преобладанием катионов, что приводит к относительно высокой катионообменной емкости (CEC) для поглощения и удержания питательных веществ. [7]

Концентрация извлекаемого калия положительно связана с содержанием глины. В глинистом поддоне относительно высокое содержание извлекаемого калия из-за накопления катионов. Высокое содержание оксидатов алюминия и оксидатов железа притягивает фосфор к частицам глины, что увеличивает содержание фосфора в почве. [8]

Влияние на растения

Основными отрицательными влияниями глиняного пана на растения являются ограничение корней, доступной воды и питательных веществ. Плотная структура глиняного пана ограничивает развитие корней.

Растения с неглубокими корнями могут не выдерживать силы сжатия почвы из-за усадки глины в сухой сезон. Низкая скорость инфильтрации воды и гидравлическая проводимость могут привести к образованию выступающего уровня грунтовых вод поверх слоя глинистого поддона. Вода в выступающем уровне грунтовых вод испаряется вместо того, чтобы поглощаться растениями, особенно в сухой сезон. Во влажный сезон с большим количеством осадков вода может проникать по всей почве. Однако низкая аэрация в насыщенной почве может привести к корневой гнили, которая снижает устойчивость растений. [9]

Кислотные, богатые глиной характеристики глинистого пласта приводят к сорбции фосфора (P) глинистыми минералами. Несмотря на то, что общее содержание P в глинистом пласте относительно высокое, они сильно притягиваются глинистыми частицами, которые не доступны для использования растениями. Поэтому для увеличения доступного P для усвоения растениями требуется большое количество удобрения P. В отличие от P, высокое содержание калия (K) в глинистом пласте доступно для использования растениями, что снижает применение калийных удобрений. [7]

Водная эрозия. По территории общины протекает ряд ручьев, которые промыли такие ручьи в мягкой почве. Они становятся препятствиями для передвижения по территории общины, но также предотвращают чрезмерное исследование ее транспортными средствами, что технически запрещено.

Риск эрозии почвы

Почва с глинистым слоем очень уязвима к эрозии почвы . Низкая скорость инфильтрации воды и форма выступающего уровня грунтовых вод на поверхности глинистого слоя значительно увеличивают поверхностный сток во время осадков с большой продолжительностью или высокой интенсивностью. Сточная вода может удалить верхний слой почвы с в основном органическим веществом. Это еще больше снизит доступность питательных веществ для растений. [1]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Conway, LS; Yost, MA; Kitchen, NR; Sudduth, S. (2017). «Использование толщины верхнего слоя почвы для улучшения управления фосфором и калием на глинистой почве с учетом особенностей участка». Agronomy Journal . 109 (5): 2291–2301. doi : 10.2134/agronj2017.01.0038 .
  2. ^ ab Hsiao, C.; Sassenrath, GF; Zeglin, LH; Hettiarachchi, GM; Rice, CW (2018). «Вертикальные изменения микробных свойств почвы в глинистых почвах». Soil Biology & Biochemistry . 121 : 154–164. doi : 10.1016/j.soilbio.2018.03.012 . S2CID  90573070.
  3. Правительство Канады (13 декабря 2013 г.). «Словарь терминов по почвоведению».
  4. ^ ab Уильямс, К.; Биггс, А. «Формирование глиняных котловин на юго-западе Квинсленда, Австралия» (PDF) .
  5. ^ Рао, SM (2011). «Увлажнение и высыхание, влияние на физические свойства почвы». Энциклопедия агрофизики . Серия «Энциклопедия наук о Земле». стр. 992–996. doi :10.1007/978-90-481-3585-1_189. ISBN 978-90-481-3584-4.
  6. ^ Садлер, Э. Дж.; Лерч, Р. Н.; Китчен, Н. Р.; Андерсон, Ш. Х.; Баффо, К.; Саддат, КА (2015). «Долгосрочные исследования агроэкосистем в центральном бассейне реки Миссисипи, США: введение, установление и обзор». J. Environ. Qual. 44 (1): 3–12. doi : 10.2134/jeq2014.11.0481 . PMID  25602315.
  7. ^ ab Джеймисон, В.К.; Смит, Д.Д.; Торнтон, Дж.Ф. Исследования почвы и воды на глинистой почве . Вашингтон, округ Колумбия: USDA-ARS.
  8. ^ Конгривс, КА; Смит, Дж. М.; Немет, Д. Д.; Хукер, Д.; Ван Эрд, Л. Л. (2014). «Органический углерод почвы и землепользование: процессы и потенциал на долгосрочных участках агроэкосистемных исследований Онтарио». Канадский журнал почвоведения . 94 (3): 317–336. doi :10.4141/cjss2013-094. hdl : 10214/21250 .
  9. ^ Шарф, П.; Майлз, Р.; Натан, М. Фиксация P и K почвами Миссури. Обновление исследований плодородия почв и удобрений Миссури . Колумбия: Univ. of Missouri.