Тема: Общие физические свойства почвы
Цель занятия: изучить методы определения общих физических свойств почвы (плотности твердой фазы, плотности сложения, общей пористости и пористости аэрации), произвести анализ этих свойств и сделать их агрономическую оценку в предложенных образцах.
Физические свойства почвы являются важнейшим фактором почвенного плодородия. Они во многом зависят от состава и структурной организации почвы. В свою очередь, физические свойства почвы определяют водный, воздушный, пищевой и тепловой режимы почвы, влияют на развитие почвообразовательного процесса. Изучение и оценка физических свойств почв важны для определения их агрономической ценности, а также для проведения строительных и иных инженерных работ.
Выделяют следующие физические свойства почвы: общие физические свойства, водные, воздушные, тепловые и физико-механические свойства.
На практике проводят массовые анализы общих физических свойств почвы: плотности твердой фазы, плотности сложения и пористости почвы.
Плотность твердой фазы почвы (d) – это масса, заключенная в единице объема твердой фазы почвы. Плотность твердой фазы почвы представляет собой интегрированное значение плотностей всех компонентов твердой фазы почвы: обломочных, глинистых, новообразованных минералов и органических соединений. Величина плотности твердой фазы почвы зависит, во-первых, от природы входящих в почву минералов, для которых она колеблется в пределах 2,3 – 4,0 г/см3, и, во-вторых, от количества органического вещества (1,4 – 1,8 г/см3). Плотность твердой фазы большинства почв составляет 2,4-2,8 г/см3. Знание этого показателя необходимо для вычисления общей пористости почвы. Кроме того, он дает некоторую ориентировку в петрографическом составе входящих в почву минералов и указывает на соотношение минеральной и органической частей.
Плотностью сложения почвы (dV) называется масса единицы объема абсолютно сухой почвы. Его величина в целинных почвах колеблется от 1,0 до 1,8 г/см3, т.е. ниже, чем плотность твердой фазы. Это связано с тем, что в ненарушенном сложении объем почвы занимает не только твердая фаза, но и поры различного размера. Плотность сложения почвы зависит от гранулометрического состава, количества органического вещества, сложения и структуры почвы. Знание этого показателя нужно для многих агрономических расчетов: для определения пористости, абсолютного запаса в почве воды и других веществ, для расчета поливных и промывных норм, а также доз удобрений. Антропогенные воздействия на почву приводят к изменению равновесной плотности сложения, характерной для целинных почв: происходит уплотнение почвы (например, в подпахотном горизонте при формировании «плужной подошвы») или, наоборот, ее разрыхление. Для агрономической оценки плотности сложения почв можно воспользоваться табл. 8.
Источник
Агрономические свойства почвы.
На почву, как и на любую сущность, можно взглянуть с разных точек зрения. Человека, чаще всего, почва интересует как среда для выращивания пищи.
Совокупность свойств, которые интересны с точки зрения возделывания сельскохозяйственных культур, и называются Агрономическими.
К агрономическим могут быть отнесены такие свойства: общие физические, водные, воздушные, тепловые, агрохимические и некоторые другие свойства.
Общие физические свойства почвы.
К общим физическим свойствам почвы относят: плотность твёрдой фазы, объемную массу и пористость (скважность, порозность).
Плотность твердой фазы — это масса 1 см3 твердой фазы почвы или отношение массы твердой фазы почвы к массе равного объема воды при 4°С. Плотность твердой фазы минеральных почв в среднем составляет 2,50—2,65 г/см3, а торфяников не превышает 1,4—1,8 г/см3.
Объемная масса (плотность сложения),— это масса 1 см3 почвы, взятой без нарушения ее природного состояния и вы-сушенной при 105°С (абсолютно сухой). Объемная масса пахотного горизонта колеблется от 0,9 до 1,6 г/см3. У торфяно-болотных почв объемная масса может быть от 0,2 до 0,5 г/см3.
Пористостью (скважностью, или порозностью) называют объем всех пор почвы, выраженный в процентах ее общего объема. Если принять объем пахотного горизонта минеральных почв за 100%, то 40—50% этого объема составляет твердая фаза почвы, а 50—60% приходится на скважины. Этот объем называется общей пористостью. Оптимальная величина объемной массы суглинистых и глинистых почв для сельскохозяйственных культур составляет 1,0—1,3 г/см3, а общей пористости — 50—60%.
Водные свойства почв.
Водными свойствами почвы называют такие, которые определяют поведение почвенной влаги.
Водоудерживающая способность почв количественно может характеризоваться величинами гигроскопической влажности и полевой влагоемкости.
Гигроскопическая влажность — это количество парообразной воды, которое может поглощать (сорбировать) сухая почва вследствие притяжения поверхностью почвенных частиц. Наибольшее количество воды почва поглощает из воздуха, насыщенного водяными парами до относительной влажности около 100%. Эта величина называется максимальной гигроскопичностью.
Растениям гигроскопическая влага недоступна.
Устойчивое увядание растений начинается при содержании влаги в почве, в 1,3—1,5 раза большем, чем величина максимальной гигроскопичности. На глинистых почвах завядание растений начинается при 15—22% влажности, на песчаных — только при 1— 3%. на торфяных почвах растения могут завядать при 50% влажности.
Полевая влагоемкость — количество воды, удерживаемое почвой в течение длительного времени. Влажность песчаных почв при полевой влагоемкости составляет 4—10%, супесчаных— 10—20%, легко- и среднесуглинистых — 20—30%, тяжелосуглинистых и глинистых — 30—40%.
Величина полевой влагоемкости—важный агрономический показатель. Зная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости, судят об обеспеченности растений водой, а в поливном земледелии устанавливают время полива.
Оптимальная влажность почвы в процентах полевой влагоемкости составляет для полевых, плодовых и ягодных культур 70—30%, для овощных 75—90%.
В агрономическом отношении важны и другие водные свойства почв: водопроницаемость и водоподъемная способность.
Совокупность процессов поступления влаги в почву, ее передвижения и расхода называют водным режимом почвы.
В зоне таежных лесов влага атмосферных осадков промачивает почву до грунтовых вод, потери влаги на испарение невелики. Такой водный режим называют промывной водный режим.
В степных районах страны сквозного промачивания почв не происходит. За летний период здесь испаряется почти вся поступившая влага. Данный водный режим называют непромывной водный режим.
При неглубоком залегании грунтовых вод (5—7 м) и небольшом количестве осадков в некоторых районах страны происходит капиллярный подток влаги к зоне испарения. Воды больше испаряется, чем поступает с осадками. Это выпотной водный режим.
Водный режим, складывающийся при искусственном орошении, носит название ирригационный водный режим.
Воздушные свойства почв.
Быстрое восстановление концентрации кислорода в почвенном воздухе, который необходим для дыхания корней растений, деятельность многих микроорганизмов и реакции окисления происходят только в том случае, если почва обладает хорошими воздушными свойствами — воздухоемкостыо и воздухопроницаемостью.
Воздухоемкость — объем занятых воздухом пор при влажности почвы, сответствующей полевой влагоемкости.
Воздухопроницаемость — свойство почвы пропускать через себя воздух.
Благоприятными воздушными свойствами обладают структурные почвы нормального увлажнения. На бесструктурных почвах, особенно при возникновении почвенной корки, нормальный газообмен нарушается.
Тепловые свойства почв.
От тепловых свойств почвы, т. е. способности ее прогреваться и сохранять тепло, зависят многие процессы, происходящие в ней. Поэтому тепловые свойства почвы учитывают при сельскохозяйственном использовании земли.
Основной показатель, характеризующий тепловой режим почвы,— ее температура. На температуру почвы влияет не только количество солнечной энергии, но и цвет, влажность, механический состав и рыхлость почвы, наличие растительности на ней, рельеф.
Весной тяжелые глинистые почвы прогреваются медленнее, чем легкие песчаные и супесчаные. Поэтому первые называют холодными, вторые — теплыми.
Осенью легкие почвы охлаждаются быстрее, чем тяжелые глинистые. Торфяно-болотные почвы по сравнению с другими прогреваются хуже днем и сильнее охлаждаются ночью. На них чаще бывают ночные заморозки. Рыхлые, сухие, богатые органическим веществом почвы прогреваются медленнее чем плотные, влажные и бедные гумусом.
Поглотительная способность почвы.
Важным свойством почвы является ее поглотительная способность.
Поглотительной способностью называют способность почвы удерживать и поглощать из почвенного раствора различные вещества.
Минеральные соединения распадаются — в почвенном растворе на катионы и анионы, соответственно положительно и отрицательно заряженные ионы. Ионы минеральных соединений, используемые корнями растений, неодинаково поглощаются почвой.
Одни из них хорошо поглощаются почвой, становясь труднодоступными для растений, другие не поглощаются и легко доступны для растений.
Поэтому обеспеченность растений почвенными питательными веществами зависит не только от типа почвы, водно-воздушного и теплового режима, но и от поглотительной способности почвы.
Запасов питательных веществ даже в самой бедной почве достаточно для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур в течение более 100 лет.
Однако, основная часть питательных веществ находится в форме соединений, трудно доступных для растений.
В связи с этим об обеспеченности растений питательными веществами судят по содержанию легкодоступных форм данных веществ в почве. Учитывая, что зеленые растения поглощают из почвы в составе простых солей в наибольшем количестве азот, фосфор и калий, в практике определяют содержание в почве нитратных форм азота (N03), подвижных форм фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О).
Кислотность почвы
Немалое влияние на доступность питательных веществ оказывает реакция почвенного раствора. Обозначают реакцию символом рН.
Величина рН представляет собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода в почвенном растворе. рН 7 — о щелочной реакции почвенного раствора.
Реакция почвенных растворов различных почв колеблется от 3 до 11. Повышенные кислотность и щелочность угнетают большинство культурных растений.
Из учебного пособия «Основы сельскохозяйственных знаний» под редакцией Е. В. Колесникова.
Источник
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Home » Земледелие » Агрофизические показатели плодородия почв
Популярные статьи
Агрофизические показатели плодородия почв
Агрофизические показатели плодородия почв — комплекс свойств почвы, характеризующих гранулометрический, минералогический состав, структуру, плотность, порозность, воздухо- и влагоемкость, а также агротехнологические параметры почв.
Агрофизические показатели плодородия являются основой создания оптимальных условий водного, воздушного, теплового и питательного режимов для жизни растений.
Агрофизические показатели, за исключением гранулометрического и минералогического составов, отличаются своей динамичностью в течение вегетационного периода, затрудняя их воспроизводство.
Навигация
Гранулометрический состав почв
Твердая фаза почвы — смесь механических фракций: минеральных, органический и органо-минеральных. Минеральные почвы содержат преимущественно минеральные механические частицы с разными размерами, формами, химическим и минералогическим составом.
Гранулометрический состав — относительное содержание в почве механических фракций. Является фактором плодородия пахотных почв, влияющий на продуктивную способность.
Частицы механической фракции принято подразделять на:
- больше 1 мм в диаметре — скелет почвы;
- меньше 1 мм — мелкозем, подразделяемый также на:
- частицы более 0,01 мм — физический песок;
- частицы менее 0,01 мм — физическая глина.
В зависимости от соотношения физических песка и глины, почвы делятся на:
- песчаные;
- супесчаные;
- суглинистые (легкие, средние, тяжелые);
- глинистые (легкие, средние, тяжелые).
В зависимости от сопротивления при обработке, почвы подразделяются на:
- легкие (песчаные и супесчаные);
- средние (легко- и среднесуглинистые);
- тяжелые (тяжелосуглинистые и глинистые).
Химический состав меняется в зависимости от гранулометрического состава. С уменьшением дисперсности частиц резко увеличивается содержание кислорода и уменьшается содержание железа, кальция, магния, алюминия, калия и натрия.
Гранулометрический состав влияет на:
- Поглотительные (сорбционные) свойства: чем больше в почве тонкодисперсных частиц, и соответственно, чем выше удельная их поверхность, тем выше емкость поглощения, влагоемкость, гигроскопичность, пластичность, липкость.
- Плотность почв: с увеличение доли физического песка плотность уменьшается. Оптимальной для большинства культур считается плотность 1,0-1,3 г/см 3 .
- Структурообразование: фракция частиц размером менее 0,001 мм характеризуется высокой коагуляционной и поглотительной способностью, вследствие чего накапливает наибольшее количество гумуса и зольных элементов питания, являясь ценнейшей составляющей рыхлых почв.
- Наступление физической спелости, то есть способности почвы к крошению на мелкие комки при определенной влажности. Почвы тяжелого гранулометрического состава поспевают позже легкого.
- Пластичность определяется содержанием физической глины. С увеличением доли физической глины предел пластичности расширяется.
- Твердость. Высокая твердость повышает сопротивление почвы рабочим органам почвообрабатывающих машин и затрудняет рост проростков и корней растений.
- Липкость — технологическое свойство почвы. Увеличивается при большом содержании физической глины, ухудшая качество обработки.
Наиболее благоприятное сочетание агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия отмечается в почвах среднего гранулометрического состава. Влияние гранулометрического состава на плодородие может сильно варьировать в зависимости от других показателей. Например, для дерново-подзолистых почв, сформировавшихся в зоне достаточного или избыточного увлажнения, оптимальным является легкий гранулометрический состав, тогда как наиболее высокое плодородие черноземов, наблюдается на почвах тяжелого гранулометрического состава.
Гранулометрический и минералогический составы не претерпевают существенных изменений при длительном сельскохозяйственном использовании земель, что позволяет выстраивать эффективную модель плодородия, опирающуюся на определенный диапазон изменений свойств почвы. Гранулометрический состав не требует воспроизводства, за исключением защищенного грунта и небольших участков, где его возможно изменить внесением песка или глины.
Генетические свойства почв и их гранулометрический состав определяют потенциальную урожайность сельскохозяйственных культур.
Источник