Физико механический состав почв

Физико механический состав почв

Если внимательно рассмотреть образец почвы, то можно увидеть, что она состоит из отдельных частиц – агрегатов, которые в воде распадаются на еще более мелкие элементы. Эти мелкие, разной формы частички и есть механические элементы. Среди них выделяют камни (> 3 мм), гравий (3–1 мм), песок (1–0,05 мм), пыль (0,05–0,001 мм), ил (0,001–0,0001 мм), коллоиды (50%).

Гранулометрический состав почвы оказывает сильное влияние на ее агрономические свойства. Песчаные и супесчаные почвы называют легкими. Вода сквозь них быстро просачивается, легко испаряется. Такие почвы имеют мало влаги, но много воздуха. Поверхность их быстро нагревается и остывает. Питательные вещества легко вымываются. Органические вещества быстро минерализуются. Поэтому, на почвах легкого механического состава необходимо вносить органические удобрения большими дозами, а минеральные – малыми.

Легко- и среднесуглинистые почвы – умеренно тяжелые. Они имеют сравнительно оптимальные физические свойства: хорошо связывают воду, но и достаточно насыщены воздухом. Хорошо окультуриваются. Элементов питания для нормальной жизнедеятельности растений содержат сравнительно достаточно. Их органические остатки быстро образуют гумус.

Тяжелосуглинистые, глинистые почвы – тяжелые. Они слабопроницаемы для воды и воздуха, способны удерживать много влаги, которая в значительной степени может оставаться недоступной для растений. Эти почвы часто переувлажнены, холодные. Кроме того, они сильно уплотняются, и при высыхании на их поверхности образуются трещины. Глинистые почвы содержат значительные количества элементов питания, но растения не всегда могут их использовать.

Таким образом, гранулометрический состав во многом определяет плодородие почвы; от него зависят многие важные физические и физико-химические свойства. Информация о механическом составе почвы необходима при решении многих практических вопросов. Так, она нужна при определении доз и способов внесения удобрений, извести, сроков и приемов обработки почвы, подбора сельскохозяйственных культур и почвообрабатывающей техники, глубины заделки семян и удобрений, сроков посева и др.

Механический состав почв можно улучшить путем глинования легких и пескования тяжелых. В естественных условиях с механическим составом почвы связано формирование определенных фитоценозов. Так, на песчаных местообитаниях обычно произрастает сосна, вереск, лишайники из рода кладония цетрария; из зеленых мхов – мох Шребера, Дикранум; из разнотравья – бессмертник, ястребинка волосистая, икотник серо-зеленый, эспарцет песчаный, вейники и др. Не выносят песчаных почв ель, дуб, слива, вишня и др.

В агроэкосистемах не все культурные растения одинаково реагируют на механический состав почвы. На почвах легкого механического состава неплохо удаются люпины, овес, рожь, картофель (последний на этих почвах дает клубни более высоких вкусовых качеств).

Физические свойства почвы подразделяют на общие физичес­кие и физико-механические.

К общим физическим свойствам почвы относятся плотность твердой фазы, плотность и пористость (скважность), к физико-механическим – пластичность, липкость, набухание, усадка, связ­ность, твердость и сопротивление при обработке.

Плотностью почвы называется масса абсолютно сухой почвы, находящаяся в естественном состоянии, в единице объема.

Плотность почвы – важнейшее условие высокой продуктивно­сти сельскохозяйственных растений. Для большинства культур она составляет от 1,1 до 1,3 г/см 3 . При увеличении или уменьше­нии плотности почвы на 0,1–0,2 г/см 3 по сравнению с оптимумом урожай снижается, а при значительном уплотнении резко падает. Особенно чутко реагируют на уплотнение черноземы.

Рис. 1 Экспериментальная зависимость " урожай от плотности почвы — " [5]:

на сахарную свеклу (1), кукурузу (2), пшеницу озимую (3), сено (люцерна) (4)

При повы­шении плотности выщелоченного чернозема на 0,1 г/см 3 урожай зерновых колосовых культур снижается на 15 %, а при повышении на 0,2 г/см 3 – на 50 %. Вред избыточного уплотнения проявляется в повышенном сопротивлении почвы проникновению в глубь ее профиля растущих корней растений в результате увеличения объемной массы, снижения общей и некапиллярной скважности, ухудшения водного, воздушного, пищевого и теплового режимов, снижения биологической активности почвы, нарушения опти­мальных условий жизни растений.

С интенсификацией полевых процессов с.-х. производства возникла проблема уплотняющего воздействия МТА на почву. Многократные проходы по полю тракторов, комбайнов и другой мобильной техники привели к распылению верхнего и уплотнению нижнего слоев почвы, что отрицательно повлияло на ее плодородие и урожайность с.-х. культур. При проведении с.-х. работ ходовые системы МТА покрывают следами от 40 до 80 % поверхности поля, а поворотные полосы подвергаются 8–10-кратному воздействию. Из-за увеличения массы тракторов и сельхозмашин уплотняется не только пахотный, но и подпахотный горизонты на глубину 1 – 1,5 м. В результате уплотнения усиливаются эрозионные процессы, объемная масса почвы и ее сопротивление обработке повышаются соответственно в 1,5–2 и 1,3–1,9 раза, снижается общая и капиллярная пористость плодородного слоя.

Читайте также:  Как сделать стеллаж на стене

Повышение плотности и твердости почвы ведет к снижению жизнедеятельности почвенной микрофлоры и в конечном результате к недобору 20–40 % урожая [4, 6, 7].

Величина равновесной плотности по­чвы – важнейшая характеристика условий роста и развития куль­турных растений. Для большинства культурных растений оптималь­ная плотность 1,1–1,3 г/см 3 . Любые отклонения от оптимальной величины плотности приводят к снижению урожайности сельско­хозяйственных культур. Сравнение оптимальной плотности с рав­новесной помогает определить направленность механического воздействия на почву (рыхление, уплотнение) или полностью ис­ключить его.

Пористость, или скважность, почвы – это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Между плотнос­тью почвы и пористостью существует обратная зависимость. Чем больше пористость, тем меньше плотность почвы. От общей по­ристости зависят такие важные свойства почвы, как водопроница­емость и воздухопроницаемость, влагоемкость и воздухоемкость, газообмен между почвой и атмосферой.

Спелость – готовность почвы к обработке. Состояние почвы, при котором в процессе механической обработки она хорошо крошится и не прилипает к орудиям обработки, характеризуется физической спелостью, то есть при таком состоянии влажности почва физически спелая, созревшая и пригодна для качествен­ной механической обработки.

Твердость почвы – механическая прочность, сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением ка­кого-либо тела. От величины твердости почвы зависят затраты на ее обработку.

Удельное сопротивление почвы – усилие, затрачиваемое на осуществление технологических процессов (подрезание пласта, оборачивание его) и преодоление при обработке почвы трения, ее о рабочую поверхность почвообрабатывающих орудий. Оно выра­жается в кг/см 2 . Величина удельного сопротивления почвы сильно за­висит от агротехнического фона. На целинных и старозалежных почвах удельное сопротивление на 45–50 % выше, чем на старо­пахотных. На полях, сильно засоренных сорняками, особенно корневищными, удельное сопротивление значительно возрастает. Почвы с хорошей структурой оказывают меньшее сопротивление при обработке, чем бесструктурные.

Физические свойства почвы подразделяют на общие физичес­кие и физико-механические.

К общим физическим свойствам почвы относятся плотность твердой фазы, плотность и пористость (скважность), к физико-механическим – пластичность, липкость, набухание, усадка, связ­ность, твердость и сопротивление при обработке.

В процессе развития почва приобретает ряд свойств и признаков, которые отличают ее от материнской породы. В ней выделяются генетические горизонты, образуются новые вещества и соединения, которых не было в материнской породе. К главным морфологическим признакам почвы относятся:

1) строение почвы,
2) мощность почвы и ее горизонтов,
3) окраска,
4) гранулометрический состав,
5) структура,
6) сложение,
7) новообразования и включения.

Строение почвенного профиля

Образование и эволюция почвы приводит к появлению в ней слоев, которые накладываются друг на друга и отличаются по ряду признаков. Эти слои, различающиеся по структуре, цвету, механическому и химическому составу, направленности биологических процессов и связанные между собой общностью происхождения, называются почвенными горизонтами. Совокупность почвенных горизонтов образует почвенный профиль.

Молодые почвы очень маломощны, близки к первоначальной материнской породе и горизонты в ней не сформированы. Почвенный профиль слаборазвитой почвы имеет слой, сильно обогащенный гумусом, который лежит сразу на материнской породе. В процессе развития почвы количество горизонтов увеличивается. В хорошо развитой почве можно выделить три основных горизонта, которые в зависимости от характера почвообразующих процессов имеют свои особенности.

А – лесная подстилка, верхний горизонт, который характерен для целинных и залежных почв и представлен разлагающимися органическими остатками с примесью минеральных частиц.

Ап – пахотный горизонт, который образуется на всех пахотных почвах за счет верхних горизонтов почв.

Аэлювиальный горизонт (горизонт вымывания). С одной стороны, этот горизонт обеднен тонкодисперсными и легкорастворимыми веществами, выносимыми в нижележащие слои просачивающимися в почву водами. С другой стороны, в этом горизонте почвы всегда происходит образование и накопление органических веществ. Поэтому в зависимости от содержания и степени трансформации гумуса, наличия органо-минеральных и минеральных веществ, а также степени антропогенной трансформации почвы данный горизонт имеет свое название и буквенное обозначение:

Читайте также:  Суперфосфат для малины осенью

А1 – перегнойно-аккумулятивный (гумусовый или дерновый), который формируется на верхней части почвенного профиля и характеризуется значительным накоплением органического вещества (гумуса) и питательных веществ.

А2 – элювиальный горизонт, который характеризуется процессами выноса веществ в нижележащие горизонты и представлен в основном минеральными составляющими почвы.

В торфяных почвах верхний горизонт состоит из торфа и обозначается буквой Т.

В – иллювиальный горизонт (горизонт вмывания). Этот горизонт обогащен минеральными и органическими соединениями, приносимыми нисходящими и восходящими водными растворами. В почвах, где не наблюдается явления перемешивания минеральной основы (черноземы, каштановые), этот горизонт является переходным слоем от перегнойно-аккумулятивного к породе. В зависимости от содержания тех или иных соединений выделяется несколько типов иллювиальных горизонтов, отличающихся по общему виду и структуре: иллювиально-гумусовый, карбонатный (Вк ), гипсовый (Вг), а также состоящий из окислов железа, алюминия, марганца и т.д.

G — глеевый горизонт. Образуется в гидроморфных почвах вследствие длительного увлажнения и преобладания анаэробно-восстановительных процессов, которые приводят к образованию закисных соединений железа и марганца, подвижных форм алюминия. Характеризуется появлением в почвенном профиле сизоватых или грязно-синеватых пятен. Если признаки глеевого процесса проявляются в другом горизонте, то они обозначаются индексом g к основному обозначению: А2g, В1g.

С – материнская порода, на которой образуется почва но эта порода в той или иной степени задета почвообразовательным процессом, а в условиях избыточного увлажнения и непроницаемости верхнего горизонта подвергается восстановительным процессам и превращается в оглеенный горизонт.

D – подстилающая порода. Выделяется в том случае, когда почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже лежит порода с другими свойствами.

Строение почвенного профиля бывает выражено по-разному. В одних случаях почвенные горизонты выделяются четко, в других — проявляются слабо. Это зависит от типа почв, ее возраста и особенностей материнской породы. Каждому почвенному типу присуще индивидуальное сочетание горизонтов, при этом некоторые горизонты могут отсутствовать.

Мощность почвы – это ее вертикальная протяженность, которая измеряется от дневной поверхности до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. Мощность почв колеблется в среднем от 50 до 150 см. Мощность отдельных горизонтов бывает различной. Их определяют с точностью до 1 см, при этом отмечается верхняя и нижняя граница и средняя мощность горизонта.

По существующим в почве горизонтам и их вертикальной мощности можно судить о характере почвообразующих процессов и наличии в почве тех или иных веществ. Богатая питательными веществами почва имеет мощный перегнойный горизонт, который свидетельствует о значительном развитии в ней процесса аккумуляции и слабом процессе вымывания. Наличие в профиле почвы резко выраженного элювиального горизонта связано с интенсивным процессом выщелачивания.

Окраска почвы – это морфологический признак, который является существенным показателем генезиса почвы, характера протекающих в ней почвообразовательных процессов и ее принадлежности к тому или иному типу. Многие почвы имеют название в соответствии со своей окраской: подзол, чернозем, краснозем.

Окраску почв создают три группы соединений:

2) соединения железа,

3) кремнекислота или углекислая известь.

В основе лежит цвет почвообразующей породы. При этом все разнообразие окраски почвы можно свести к комбинациям и сочетаниям основных цветов: черного, красного, голубого и белого.

Гумусовые вещества обуславливают черную, темно-серую и серую окраску. При 10-20% перегноя почва имеет ярко выраженный черный цвет, 4-6% гумуса дают серую, каштановую или темно-бурую окраску. При меньшем его содержании почва приобретает окраску почвообразующей породы. В некоторых случаях черная окраска может быть обусловлена другими причинами: цветом почвообразующей породы, скоплением окислов и гидратов окислов марганца, в болотных почвах – содержанием сернистого железа.

Красный цвет почвы обуславливается содержанием в ней соединений водной окиси железа (Fe2O3 · nH2O). При значительном содержании окиси железа почва имеет красную, ржавую или красно-бурую окраску, при небольшом – желтую или оранжевую. Соединения закисного железа (FeO · nH2O) окрашивают почву или ее отдельные горизонты в голубоватые или сизые тона. Они образуются в почвах с избыточным увлажнением и недостаточной аэрацией.

Читайте также:  Дерево из денег своими руками фото

Белая окраска обусловлена значительным содержанием кремнезема (SiO2), углекислой извести (CaCO3), каолинита (H2Аl2Si2O8 · H2O) или гидратом глинозема (Аl2O3 · nH2O). В ряде случаев белесоватый оттенок могут придавать гипс и легкорастворимые соли.

На окраску почвы также оказывает влияние гранулометрический состав, структурное состояние и влажность почвы. Суглинки и глины характеризуются красными оттенками, пески и супеси – желтоватыми, лессы – палевыми оттенками. Бесструктурные почвы выглядят светлее, чем комковатые или зернистые. Влажные оказываются более темные, чем сухие.

Различное сочетание различных групп веществ, окрашивающих почву, обуславливает большое разнообразие почвенных цветов. При характеристике почвы, как правило, указывается не только цвет, но и степень окраски (темно-серая, светло-бурая), оттенки (белесая с желтоватым оттенком), промежуточные тона (серо-бурая, коричнево-серая). Если почвенные горизонты не имеют однородной окраски, их характеризуют как пестрые или пятнистые.

Структурой называются соединенные между собой механические элементы (агрегаты), на которые может распадаться почва. Форма, размер и качественный состав структурных элементов неодинаков. Он изменяется в различных почвах, а также в разных горизонтах одной и той же почвы.

В зависимости от формы структурных элементов различают три основных типа структуры:

1) кубовидная, когда структурные элементы равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям. Основными видами данного типа структуры являются глыбистая, комковатая, ореховатая и зернистая.

2) призмовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно по вертикальной оси. Основные виды — столбовидная, столбчатая и призматическая.

3) плитовидная, когда структурные элементы развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении. Основные виды — плитчатая и чашуйчатая.

Каждый из перечисленных видов может делиться на более мелкие структурные единицы.

В зависимости от размера агрегатов структура делится на следующие группы:

1) глыбистая, когда размер структурного агрегата составляет более 10 мм;

2) макроструктура – 10-0,25 мм;

3) грубая микроструктура – 0,25-0,01 мм;

4) тонкая микроструктура – меньше 0,01 мм.

В почве или почвенном горизонте структурные элементы не бывают одного размера и формы. Чаще всего встречается смешанный тип структуры, включающий в названии род и вид: комковато-пылеватая, комковато-пластинчатая, пластинчато-пылеватая.

Почва может быть структурной и бесструктурной. При структурном состоянии почвы или породы она делится на структурные элементы определенной формы и величины. При бесструктурном состоянии отдельные механические элементы, слагающие почву, не соединены между собой в более крупные структуры. Они существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой. Между структурными и бесструктурными почвами имеются переходные почвы, где структура выражена слабо.

Различные генетические горизонты почв имеют определенные формы структуры. Для дерновых горизонтов характерна комковатая и зернистая структура, для иллювиальных – ореховая, элювиальных – пластинчато-листовая.

Гранулометрический состав почв

Одной из важнейших характеристик почвы является ее гранулометрический состав, или содержание элементарных частиц различного размера. Эти частицы называются механическими элементами. Определить размер каждой частицы, входящей в состав почвы, не представляется возможным. В лабораторных условиях ограничиваются нахождением количества частиц определенного размера в установленных пределах, которые называются фракциями гранулометрического состава.

Существует много методов гранулометрического анализа почв. Наиболее часто в почвенных исследованиях используются методы, основанные на том, что после взбалтывания с водой частицы почвы или породы разного размера оседают на дно с различной скоростью. Собирая частицы через определенные промежутки времени с различных глубин, определяют их размер в соответствии с уравнением Стокса:

где V– скорость падения частиц, см/сек,

g – ускорение силы тяжести, м/сек,

r – радиус падающей частицы,

d – плотность частицы,

η – коэффициент вязкости среды.

Отобранные пробы переносятся в специальные чашки, выпариваются, затем взвешиваются. По количеству определенных фракций определяется гранулометрический состав почвы.

Частицы размером 3 3-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,05

камни гравий песок крупный песок средний песок мелкий физический песок 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 80 >85
| следующая лекция ==>
Почва как основное средства с.х. производства Технологические свойства почвы. Мелиорация почвы. Основные технологии производства продукции растениеводства | Диагностирование и ремонт ДВС

Дата добавления: 2017-03-29 ; просмотров: 641 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Ссылка на основную публикацию
Фасоль вигна семена купить
Минимальная сумма на весь заказ: 1200 руб . Почтой России наложенным платежом (Оплачиваете на почте при получении) Доставка по всем...
Усваивается ли железо из яблок
По статистике, дефицит железа является наиболее распространенной формой дефицита питательных веществ, особенно среди детей и беременных женщин. Недостаток железа в...
Усилитель сигнала мобильной связи для дачи
Операторы сотовой связи ежегодно расширяют зону покрытия, а на рынок постоянно выходят новые поставщики услуг мобильного интернета. Но зачастую в...
Фасоль в томатном соусе в банке
200г, но ее нужно будет замачивать, а потом варить) Куриное филе - 300г Томатная паста - 2 столовых ложки (можно...
Adblock detector