Чем измерить плотность почвы

§ 1. Плотность и порозность почвы

Почва является гетерогенной многофазной дисперсной системой, состоящей из трёх фаз: твёрдой, жидкой и газообразной. Обозначим объём почвы как `V_t`, тогда `V_s`, `V_w` и `V_(air)` — это объёмы твёрдой, жидкой и газообразной фаз соответственно. Массы этих фаз обозначим как `m_s`, `m_w` и `m_(air)`. 1

Плотность твёрдой фазы почвы — это отношение массы твёрдой фазы почвы к объёму твёрдой фазы: 1

Плотность почвы — это отношение массы твёрдой фазы почвы к общему объёму почвы: 1

Плотность почвы это масса единицы объёма абсолютно сухой почвы в её естественном, ненарушенном состоянии. Плотность почвы является одним из основных, фундаментальных свойств почвы. Плотность почвы не является постоянной, а зависит от влажности почвы (в большей мере — для суглинистых и глинистых почв, в меньшей — для песчаных). 1

Плотность естественной почвы никогда не может превышать 2 г/см 3 . Минимальные значения минеральных почв редко бывают ниже 0.8 г/см 3 , хотя плотность торфяных почв, торфов может снижаться и до 0.1 г/см 3 . 1

Примечания:
1. В скобках приведён наиболее вероятный диапазон. В данной таблице приведены ориентировочные значения физических свойств. В реальных условиях при непосредственных определениях эти усредненные значения и пределы варьирования могут значительно отличаться в связи с содержанием органического вещества, оструктуренностью, сельскохозяйственной обработкой, растительностью и многими другими факторами, существенно изменяющими приведенные ориентировочные значения.
2. Природные пески почти всегда слоисты. Вследствие этого приведенные данные весьма ориентировочны.

Общая порозность (пористость) почвы — это объём почвенных пор в почвенном образце по отношению к объёму всего образца: 1

Объёмная влажность почвы — объём воды, содержащейся в объёме почвы: 1

Порозность аэрации (воздухосодержание) — это разница между общей порозностью и объёмной влажностью почвы; объём, занятый воздухом: 1

В ряде случаев рекомендуется использовать величину, обратную плотности почв — отношение объёма почвы к массе этого объёма. Используя её, мы можем найти удельный объём пор почвы — отношение объёма пор почвы к массе твёрдой фазы почвы: 1

Нередко используют и коэффициент пористости (приведённую пористость) — отношение общего объёма пор в почве или грунте к объёму твёрдой фазы почвы: 1

Коэффициент пористости и удельный объём пор почвы полезны при характеристике изменения пор почвы при уплотнении, почвенных деформациях, трещинообразовании и т.д. В почвоведении традиционно используется общая порозность почв `epsilon`. 1

Так как почвенный горизонт состоит из более мелких единиц — почвеных педов или агрегатов, можно выделить и объём пор агрегатов, их плотность и порозность. 1

Плотность агрегата — это отношение массы твёрдой фазы агрегата к его объёму: 1

Порозность агрегата — это отношение объёма пор агрегата во всем объёму агрегата: 1

Часто необходимо найти межагрегатную порозность — отношение объёма пор, находящихся в поровом пространстве почвы между агрегатами, ко всему объёму почвы. 1

Для нахождения межагрегатной порозности необходимо сначала найти величину суммарной агрегатной порозности — отношение объёма пор агрегатов ко всему объёму почвы: 1

Получив величину суммарной агрегатной порозности, можно рассчитать межагрегатную порозность: 1

Знание величин порозности важно для оценки состояния почвы. Так, в хорошо агрегированной почве основные запасы питательных веществ, микроорганизмов, влаги находятся внутри агрегатов и именно агрегаты обуславливают почвенное плодородие. Снижение агрегатной порозности является свидетельством ухудшения физического состояния почв. Основная функция межагрегатного пространства это проведение потоков веществ. В основном по межагрегатному поровому пространству происходит перенос воды и растворенных в ней веществ. Поэтому нередко указывают, что агрегатное пространство это хранилище основных почвенных запасов, а межагрегатное пространство это транспортные пути. Таким образом, функции этих частей порового пространства почвы во многом различны (накопление и постепенное расходование воды и веществ из агрегатной порозности, быстрый транспорт веществ в профиле почв по межагрегатной), поэтому при анализе полученных величин следует делать соответствующие выводы. 1

Примечания:
1. В скобках приведён наиболее вероятный диапазон. В данной таблице приведены ориентировочные значения физических свойств. В реальных условиях при непосредственных определениях эти усредненные значения и пределы варьирования могут значительно отличаться в связи с содержанием органического вещества, оструктуренностью, сельскохозяйственной обработкой, растительностью и многими другими факторами, существенно изменяющими приведенные ориентировочные значения.
2. Природные пески почти всегда слоисты. Вследствие этого приведенные данные весьма ориентировочны.

Обозначения:
1. Поры «устойчивой аэрации»
2. Поры, заполняемые легкоподвижной водой
3. Поры, заполняемые среднеподвижной водой
4. Поры, заполняемые практически неподвижной водой (недоступной растениям)
5. > 0.3 мм
6. 0.3-0.06 мм
7. 0.06-0.03 мм
8. 0.03-0.01 мм
9. 0.01-0.003 мм
10. 0.003 мм) пор — около 2/3. Вниз по профилю снижается как общая порозность, так и доля крупных пор, зато возрастает доля пор, заполненных связанной водой.
Наименее благоприятны показатели порозности в горизонте `B_2` (60-90 см), что объясняется его оглиненностью и низкой биологической активностью.

Значение плотности и порозности почвы

Излишне уплотнённая почва препятствует росту корней, содержит малое количество пор (то есть имеет низкую порозность). При низкой порозности в почве содержится мало воды, а при выпадении осадков поры быстро заполняются водой, что приводит к недостатку воздуха. 1

Излишне рыхлая почва имеет слишком большое поровое пространство и корни растений не имеют хорошего контакта с поверхностью твердой фазы, где содержатся в поглощенном состоянии многие элементы питания. 1

Проблема создания пахотного слоя, оптимального по физическому состоянию, по плотности – одна из важнейших проблем современной физики почв и агротехники. Она состоит в том, чтобы разрыхлить почву и не допустить уплотнения почвы тяжелой сельскохозяйственной техникой. Это требует своевременного проведения агротехнических работ, обязательно связанных с распашкой почвы. Почва особенно подвержена уплотнению при повышенной влажности. Стоит тяжелой технике лишь один раз заехать на поле, когда влажность несколько выше оптимальной для обработки, как поверхностный слой почвы становится излишне уплотненным. 1

Еще один аспект уплотнения – переуплотнение подпахотного слоя, так называемое накопительное, или подпочвенное, уплотнение. Действительно, под влиянием многократных проходов техники уплотнение наблюдается все глубже и глубже. Происходит образование подпахотного уплотненного, плохопроницаемого и для воды, и для воздуха слоя. Сложность в том, что контролировать внутрипочвенное уплотнение очень трудно: оно незаметно с поверхности почвы так, как видны, например, эрозия или поверхностное уплотнение. Анализ и прогноз этого явления тесно связан с оценкой физикомеханических свойств почв. 1

Таким образом, уплотнение как поверхностное, так и подпочвенное – весьма пагубное явление, неизменно сопровождающее интенсивное сельскохозяйственное производство. Вернуть же почву в прежнее состояние весьма затруднительно. С этим связан второй аспект проблемы – разуплотнение почвы. Как правило, разрыхлить поверхностный пахотный слой почвы несложно. Достаточно его вспахать, взрыхлить различными почвообрабатывающими орудиями. Но вот разрыхлить агрегаты – основное хранилище питательных веществ, воды, почвенной биоты – значительно сложнее. Агротехнические меры здесь не помогут. Восстановление внутриагрегатной порозности обязано деятельности почвенных микроорганизмов, накоплению специфических органических веществ. Необходимо применение органических и зеленых удобрений, влияющих на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, улучшающих состояние почвы. 1

Методики определения плотности и порозности почвы

Источник

Как определить состав и плотность почвы в домашних условиях

Прежде чем планировать посадки на своем участке, особенно если это участок новый, или вы замечаете, что урожайность снизилась, и растения стали хуже расти, нужно узнать свойства почвы. В домашних условиях легко определить механических состав и плотность почвы. Для этого мы составили специальные таблицы, которые помогут вам безошибочно измерить показатели и выбрать удобный способ для улучшения свойств почвы на своем участке.

Как определить состав почвы в домашних условиях

Чтобы самим узнать механический состав своей почвы, предлагаем очень простой способ.

1. Приготовьте образец почвы.
2. Наберите из него 2 ч.л. и насыпьте в пробирку (или 5 ч.л. в тонкий стакан) с дистиллированной водой.
3. Взболтайте в течение 5 мин. и поставьте емкость на стол. Засеките время.
4. Теперь возьмите линейку и определите, на сколько см осветляется вода за 1 мин.
5. Результаты оцените по таблице определения механического состава почвы в домашних условиях.

Таблица 1. Определение состава почвы в домашних условиях

Наиболее благоприятные для возделывания овощных культур и картофеля:

• легкие и средние суглинки,
• с содержаниемфизической глины от 20 до 40%,
• не скатывается в шнур при тестообразном состоянии,
• быстро осветляются соответственно на 2-5 и 1-2 см, в отличие от тяжелого суглинка и глины легкой.

Как определить плотность почвы в домашних условиях

Следующим очень важным физическим показателем плодородия является объемная масса, или плотность почвы.

Значения плотности почвы изменяются в пределах от 0,4 до 1,8 г/см³ и зависят от:

1. механического состава,
2. количества органического вещества,
3. структуры почвы.

При этих значениях плотности создаются:

• наиболее благоприятные водный, тепловой, воздушный и питательный режимы в плодородном слое почвы,
• наиболее оптимальные условия для корневой системы.

На примере картофеля четко видно, как увеличение плотности почвы снижает урожайность и качество этой культуры (таблица 2).

Таблица 2. Урожай и качество картофеля в зависимости от плотности почвы

Снижение урожайности объясняется тем, что в уплотненной до 1,35 г/см³ и выше происходят негативные процессы:

1. затрудняется воздухообмен между почвенным и атмосферным воздухом,
2. плохо развивается корневая система,
3. оказывается большее сопротивление формированию клубней,
4. ухудшается деятельность микроорганизмов.

Для оценки воздушного состояния почвы рассмотрим таблицу 3.

Таблица 3. Состав атмосферного и почвенного воздуха (в % от объема)

Если состав атмосферного воздуха в целом постоянный, то содержание кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе может сильно колебаться в зависимости от типа почвы, ее механического состава, содержания влаги и других параметров.

Установлено, что для овощных культур и картофеля складываются благоприятные физические условия в течение вегетационного периода, если:

• Концентрация углекислого газа CO² в почвенном воздухе превышает 1-2%, содержание O² составляет не менее 18%.
• При таком обеспечении кислородом в почве развиваются аэробные процессы и создаются благоприятные условия для произрастания растений.
• А это достигается только при наличии оптимальной плотности почвы 0,9-1,2 г/см².

Самостоятельное определение плотности почвы выглядит таким образом.

Возьмите стеклянную банку емкостью 250 или 500 мл и взвесьте на весах с точностью не менее 1 г.

1. Насыпьте в нее без нарушения строения почву из пахотного слоя (плотно, но не разрушая комков).
2. Поставьте заполненную емкость в духовку с температурой 80-100 °С на 5-6 часов.
3. Затем охладите и взвесьте.

Плотность почвы рассчитывают по формуле:

Плотность почвы (г/см³) = масса сухой почвы в банке (г) : объем банки в см³ (1 мл соответствует 1 см³).

Сравните свой результат с данными таблицы по определению плотности почвы. Таблица поможет принять правильные меры по улучшению почвы при ее неоптимальной плотности.
___________________________________________

Таблица 2. Определение плотности почвы и способы ее улучшения

Как улучшить состав и плотность почвы

Для улучшения плодородности почвы, снижения плотности и достижения ее оптимального уровня рекомендуется внесение органики, рыхлящих материалов в виде соломы, торфа, а также увеличенное количество обработок своего участка.

Рыхлители для уменьшения плотности почвы

1. Внесение навоза

• В качестве рыхлителя нельзя вносить более 7 кг/м² неперепревшего и полуперепревшего навоза.
• Избыток навоза может привести к повышенному содержанию нитратов в почвах и урожае.

2. Внесение соломы и опилок

• Внося в качестве рыхлителя солому и опилки, добавьте дополнительное количество азотных удобрений из расчета 2 кг действующего вещества на 100 кг рыхлителя.
• Если этого не сделать, у растений может проявиться азотное голодание.

3. Посев сидератов

• При отсутствии указанных выше органических рыхлителей или в дополнение к ним очень эффективно возделывание в севообороте сидеральных культур.
• Они оказывают многостороннее положительное действие на все составляющие плодородия почвы и урожай овощных культур и картофеля.

В качестве сидератов подходят овес, соя и крестоцветные культуры. Сидеральные культуры желательно возделывать самостоятельно, выделяя для этого отдельный участок или поле, а также после уборки ранних культур — капусты, картофеля, лука и др.

Идеальная теплица для установки осенью

Осень – время подведения итогов дачного сезона и подготовки к следующему. Сейчас подходящее время для установки теплицы. Какие теплицы советуют агрономы для получения гарантированного урожая даже в самое жаркое лето?

Антонов Сад. Рассылка

Подборка самых популярных новостей, полезных объявлений, бесплатных мероприятий и конкурсов.
Присоединяйтесь к сообществу увлеченных дачников.

КАЛЕНДАРЬ ДАЧНИКА

САД И ОГОРОД

ЦВЕТЫ И РАСТЕНИЯ

ДАЧНЫЙ ДИЗАЙН

ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ДЕЛА

ПОЛЕЗНЫЕ РЕЦЕПТЫ

• О проекте
• Установить мобильное приложение
• По вопросам сотрудничества пишите admin@antonovsad.ru

Любое использование материала допускается только с письменного согласия редакции ©

Антонов сад – сайт для увлеченных дачников

Приглашаем в наш уютный уголок! Мы рады общению и ждем на огонек любителей-цветоводов, знающих огородников и экспериментаторов, которые и совет дадут, и на вопросы ответят.Мы с жадностью по всей России собираем статьи, видеоинструкции, фото и мастер-классы, чтобы интересные и нужные материалы удобно было почитать и посмотреть.

Сейчасуже 2000 статей о возделывании томатов, огурцов и перцев, уходе за яблоней, грушей и сливой, посеве семян на рассаду, в теплицу и в открытый грунт, формировке деревьев и кустарников, пасынковании и прищипке овощей, подкормке цветов.

Особенно важно для дачников определить точные сроки посадки и благоприятные дни посева, полива, удобрения и обрезки. Для этого мы регулярно публикуем актуальный Лунный календарь и размещаем перечень сезонных работ с января по декабрь.

Разделы наполняются заметками об агротехнике фруктов, ягод, цветов и овощей. Найдутся хитрые садоводческие приемы для всех климатических регионов. Когда сажать лук и чеснок в Подмосковье? Как ухаживать за виноградом в Средней полосе? Какие сорта выбрать для Дальнего востока? Как укрыть розы в Сибири?

Ежедневно мы добавляем тексты о том, как сохранить здоровье сеянцев, защитить молодые всходы от напастей и обеспечить жителей загородного участка полноценной диетой и правильным питанием. Посетители с радостью делятся наблюдениями о том, как жители парников и грядок набирают силу. Вместе ищем действенные способы эффективной борьбы с болезнями и вредителями, рассчитываем нормы подкормок и удобрений.

Хотите похвастаться самыми крупными помидорами? Выбираете лучшие образцы для засолки? Стремитесь подать к столу ранний урожай? Пробуете надежные способы избавиться от сорняков? Смело спрашивайте в рубрике «Вопрос-Ответ» и получайте ответы быстрые и точные. Эксперты со стажем, агрономы, научные сотрудники и опытные любители с гордостью познакомят с личными лайфхаками и подсказками.

Садоводы со страстью создают удивительные оазисы, наполненные красотой растений и щедрым урожаем! Расскажите, как вы поселили экзотических гостей на грядках, какие заморские новинки рискнули попробовать. Покажите фотографии и опишите наблюдения за огородом. Редакция и читатели с удовольствием узнают, что выращивают в Забайкалье и Приморье, Ленинградской и Московской области. Продаете и покупаете саженцы? Ищете редкие коллекционные семена? Размещайте частные объявления о покупке и продаже, поиске и предоставлении услуг.А вдруг найдутся помидоры-гиганты авторской селекции прямо в вашем регионе или с отправкой с Урала!

Ну, а когда захочется отдохнуть от любимого дела, заглядывайте в Полезные рецепты – для здорового тела и вкусного стола. Простые маски и кремы в домашних условиях, изысканные заготовки, салаты, компоты и шашлыки – все, чторадуетв сезон и напоминает вкус свежих плодов зимними вечерами. Антонов сад рад всем, для кого дача и земледелие – источник радости и частичка души!

Источник