Как определяют характер порозности 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

Порозность почвы

Порозность (пористость) — одна из характеристик сложения почвы — совокупность почвенных пор, отличающихся друг от друга размерами и пространственной конфигурацией. Характер порозности обуславливается физическими и физико-химическими процессами, протекающими в почве: растрескиванием её под действием увлажнения-высыхания, нагрева-охлаждения, набухания-сжатия; передвижением жидкой фазой и деятельностью живой фазы, выщелачиванием и выносом различных химических соединений в нижележащие горизонты. Степень порозности также зависит от почвенной структуры, гранулометрического состава и содержания гумуса.

Так как любая почва характеризуется определённой степенью агрегатированности, выделяются следующие типы порозности:

• интраагрегатная (внутриагрегатная)
• интерагрегатная (межагрегатная)
• трансагрегатная (внеагрегатная)

Соответственно, наиболее мелкие поры будут располагаться внутри агрегатов, а крупные — вне их.

Порозность убывает вниз по почвенному профилю, однако иллювиальные (B) горизонты зачастую имеют меньшую порозность, чем материнская порода.

Количественные характеристики порозности

Качественные характеристики порозности

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Порозность почвы» в других словарях:

Почвы — Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область, Россия Почва поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную, гетерогенную, открытую, четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная… … Википедия

пористость почвы — порозность почвы скважность почвы Суммарный объём всех пор, выраженный в процентах от общего объёма почвы. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины… … Справочник технического переводчика

ГОСТ 17.4.2.02-83: Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей пригодности нарушенного плодородного слоя почв для землевания — Терминология ГОСТ 17.4.2.02 83: Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей пригодности нарушенного плодородного слоя почв для землевания оригинал документа: Азот доступный и легкогидролизуемый Органические и минеральные легкомобилизуемые… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Пористость почвы — (Порозность) Суммарный объем всех пор, выраженный в процентах от общего объема почвы Источник: ГОСТ 17.4.2.02 83: Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей пр … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Пористость почвы — (син.: порозность п., скважность п.) суммарный объем всех пор, выраженный в °о от общего объема п … Толковый словарь по почвоведению

Текстура почвы — в иностранной литературе применяется в значении “гранулометрический состав п.” В отечественной литературе употребляется очень редко в значении “сложение п.” (ее плотность, порозность и т. д.) … Толковый словарь по почвоведению

Почва — У этого термина существуют и другие значения, см. Почва (значения). Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область … Википедия

Земля (геология) — Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область, Россия Почва поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную, гетерогенную, открытую, четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная… … Википедия

Почвообразование — Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область, Россия Почва поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную, гетерогенную, открытую, четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная… … Википедия

ТУБЕРКУЛЕЗ — ТУБЕРКУЛЕЗ. Содержание: I. Исторический очерк. 9 II. Возбудитель туберкулеза. 18 III. Патологическая анатомия. 34 IV. Статистика. 55 V. Социальное значение туберкулеза. 63 VІ.… … Большая медицинская энциклопедия

Источник

Пористость (порозность) почвы

От величины пористости (общий объем пор в единице объемы почвы) зависит влагоудерживающая способность почвы и передвижение воды в ней.

В глинистых почвах пористость выше, чем в песчаных, и ниже, чем на торфяниках. На пористость почвы влияют многие факторы: увлажнение, уплотнение, механическая обработка и т.д., которые могут быть как полезными, так и вредными для растений. Через поры в почву проникает вода, происходит газообмен с атмосферой. Порозность обусловливает водно-воздушные свойства почвы и влияет на ход химических и биологических процессов, протекающих в почве.

Различия в пористости обычно ассоциируются с изменениями объемного веса, а нес плотностью частиц. Чем ниже объемный вес почвы, тем выше ее пористость. Как объемный вес, так и общая пористость могут характеризовать физическое состояние почвы. Размеры пор имеют большое значение как показатель порозности.

Чем плотнее почва, тем ближе подходят друг к другу частицы, ее слагающие, и тем, следовательно, мельче поры между ними и их суммарный объем. Чтобы корни трав нормально развивались, пористость почвы не должна снижаться ниже определенного уровня.

В этом отношении водопроницаемость почвы может служить косвенным признаком состояния пористости почвы.

Характер объемных изменений почвы не одинаков для всех почв. Встречаются почвы, объемные изменения которых при испарении воды, дойдя до определенного предела, прекращаются. Это связано с наличием в почве жесткого скелета из крупных частиц. Поэтому почва спортивного поля должна содержать грубую фракцию (например, песчаную, гравийную), образующую несжимаемый скелет.

По нашим данным, порозность верхнего слоя (0-6 см) почвы поля, где травы плохо отрастали и явно была выражена переуплотненность, составляла 38-40%.

На участках поля, где травы развивались нормально и формировался отличный дерновый покров, порозность почвы составляла около 50 %. По разнице между общей скважностью и влажностью почвы в объемных процентах судят об аэрации (воздухообеспеченности) почвы поля, величина которой должна быть не менее 25-30 %. Очень часто в результате ухудшения аэрации почвы задерживается доступ кислорода и влаги к корням трав. Это происходит при неблагоприятном сложении почвы; например, в мелкозернистых песчаных почвах с примесью глины вода и воздух нередко являются антагонистами, поскольку при увлажнении их поры из-за отсутствия макроагрегатов остаются «закрытыми» для газообмена. Лишь при достаточном иссушении, т.е. когда корневая система начинает испытывать недостаток влаги, в них начинается газо- и воздухообмен. Это также происходит в результате внесения в почву неподходящих органических и минеральных материалов, содержащих много ила. Мелкие частицы снижают общую порозность нижних слоев почвы, уменьшают размер активных пор, т.е. пор, в которых размещается капиллярная влага, воздух и корневая система трав. По данным зарубежных специалистов, почва спортивного пола должна иметь не менее 35 % пор, из них крупные поры (некапиллярные) должны составлять от 12 до 18 %, а капиллярные – от 15 до 21 %.

Источник