Методы изучения физических свойств почв

Методы исследования физических свойств почв

Лекция №9

Цель лекции: Определение физических, физико-механических, водных, воздушных тепловых свойств почв

Ключевые слова:плотность, пористость,влажность, набухание пластичность,липкость, связность

Вопросы:

1. Определение общих физических свойств почвы

2. Физико-механические свойства

3. Водные свойства и водный режим почвы

4. Воздушные свойства почвы

5. Тепловые свойства почвы

1. Определение общих физических свойств почвы

Физические свойства почвы связаны с ее дисперсностью (раздробленностью на отдельные частицы) и пористостью (степенью примыкания частиц почвы друг к другу). Благодаря дисперсности и пористости в почвах можно выделить три фазы — твердую, жидкую, газообразную, находящиеся во взаимодействии друг с другом. Наименее подвижная часть твердая фаза почвы и особенно минеральные частицы; более подвижные — органические вещества и еще более динамичные — жидкая и газообразная фазы. Поэтому физические свойства могут быть разделены на общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые.

К числу общих физических свойств почвы относят плотность, плотность твердой фазы почвы и пористость.

Плотность почвы — это отношение массы ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при температуре +4° С. Величина относительной плотности почв зависит от плотности входящих в нее частиц минералов и их соотношения, а также от количества органического вещества. Обычно плотность минеральных горизонтов почв колеблется в пределах 2,4—2,8, а органогенных от 1,4 до 1,8 (торф). Плотность верхних гумусированных горизонтов почв в среднем равна 2,5-2,6, нижних — 2,6-2,7.

Плотность твердой фазы почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженная в г/см 3 . Это одно из важнейших свойств, определяющих способность почвы пропускать и удерживать влагу, воздух, сопротивляться орудиям обработки почвы и т. д. Зависит от типа растительности, механического и минералогического составов почвы (дисперсности), сложения, оструктуренности и степени обработки почв.

Наименьшая объемная плотность обычно наблюдается в верхних горизонтах почв, наибольшая — в иллювиальных и глеевых горизонтах. Величина объемной плотности почв зависит от типа растительности.

Каждый вид растений способен поддерживать объемную плотность почв на том или ином уровне, т. е. в определенном интервале величин. Наиболее благоприятная для растительности величина объемной плотности верхних горизонтов почв колеблется в пределах 0,95—1,15 г/см . Предельной величиной характеризуются глеевые горизонты почв с максимальной объемной плотностью 2,0 г/см 3 . Если объемная плотность почв равна 1,6-1,7 г/см 3 , корни древесных пород практически в почву не проникают (при плотности почвы 2,66—2,70 г/см3), а сельскохозяйственные культуры снижают урожай в 3-4 раза.

Почву считают рыхлой, если объемная плотность гумусовых горизонтов равна 0,90-0,95, нормальной — 0,95-1,15, уплотненной — 1,15-1,25 и сильноуплотненной — более 1,25 г/см 3 .

Пористость (порозность или скважность) — суммарный объем всех пор и промежутков между частицами твердой фазы почвы. Ее вычисляют по плотности и объемной плотности почвы и выражают в % объема почвы по формуле. Различают несколько форм пористости, главнейшими из них являются капиллярная и некапиллярная. Капиллярная пористость обычно измеряется в лабораторных условиях и равна количеству воды, удерживаемому тонкими капиллярными промежутками между частицами твердой фазы почвы. Обычно чем больше глинистых частиц, тем больше капиллярная пористость. В оструктуренных почвах вода между комочками вытекает из-за большого размера пор, а в самих комочках удерживается в капиллярах. Разница между общей и капиллярной пористостью составляет некапиллярную пористость.

Наибольшая пористость (80-90%) наблюдается в лесных подстилках, травяном войлоке, торфах, т. е. органогенных горизонтах. В минеральных гумусированных горизонтах она равна 55-65%, в верхних безгумусных 45-55%, в нижних горизонтах почвы может быть ниже 45%. Минимальная пористость наблюдается в глеевых горизонтах почв и равна около 30%.

Для развития корневых систем древесных пород наилучшие условия создаются при пористости почв, равной 55-65%; при пористости 35-40% корни проникают в почву с трудом, а при пористости глеевых горизонтов она практически становится корне непроницаемой. Большое значение имеет некапиллярная пористость. Для наиболее освоенных корнями горизонтов она, как правило, более 10%; при снижении ее до 3% нижние горизонты почв становятся малодоступными для корней. Некапиллярная пористость обеспечивает проникновение воздуха в почву — аэрацию. Для нормального развития растений важно, чтобы почвы имели высокую капиллярную пористость и пористость аэрации не менее 20% объема почвы.

Источник

Исследование физических свойств почвы

Содержание работы

2.2. Исследование физических свойств почвы ………………………….8

2.3.Исследование химических свойств почвы………………………….10

3.Заключение и выводы по результатам исследовательской работы…15

Введение

Более 100 лет назад В.В.Докучаев определил почву как самостоятельное естественно-историческое тело, “продукт совокупной деятельности” пород, климата, растительных и животных организмов, возраста и рельефа местности. Почва — поверхностный слой Земли, обладающий плодородием. Почва — одно из важнейших богатств, которыми располагает человек. Поэтому так важно для человека изучение почвы – источника нашего пищевого благосостояния. Вместе с тем, мы наблюдаем постоянное исчезновение почвы, уменьшение площади плодородных земель вследствие ветровой и водной эрозии, а также загрязнения почв человеком.

Прежде, чем приступить к основной части работы, считаю нужным подробно остановиться на описании места моего исследования:

Цель работы:Исследование свойств почвы в районе «Михайловского ряма»

Задачи работы:

1.Проанализировать литературные и научные источники, статистический материал по данной теме.

2. Определить физические и химические свойства образцов почвы.

3. Выступить с результатами исследования на школьной научной конференции.

Объект исследования: почвы в окрестностях Памятника природы областного значения « Михайловский рям».

Предмет исследования: физические и химические свойства почвы.

В соответствии с целью и задачами определили следующие направления исследования:

-исследования почвенных разрезов,

-химические исследования почв.

В процессе выполнения исследовательской работы были использованы следующие методы исследования:

1. Анализ литературных источников и материалов.

2. Метод полевых наблюдений и исследований.

Работа выполнялась по следующему плану:

1.Подготовительный период (изучение научной литературы, методик полевых работ).

2.Полевой этап: отбор образцов почв (почвенного монолита).

3.Работа в камеральных условиях (обработка результатов исследования).

Время проведения исследования:

Место проведение исследования:

Актуальность работысостоит в том, что в настоящее время не были проведены исследовательские работы по изучению почвенных разрезов данной местности.

Данные исследования могут применяться на уроках географии 6 класса (тема: «Почвы»), 8 класса (тема:«Типы почв России»), в работе «Экологической тропы» по географии, краеведению, биологии.

Основная часть

Виды и состав почвы.

Цвет, механический состав, структура, новообразования – основные характеристики почвенных горизонтов.

Почва бывает разного цвета из-за того, что в ней как бы смешиваются цвета ее главных компонентов.

Механический состав почвы – это содержание в ней песчаных и глинистых частиц разного размера.

Наконец, новообразования – это особые выделения в почвенном веществе, образующие в результате выпадения из растворов различных солей и соединений.

Почва создается в результате взаимодействия во времени и пространстве климата, живых организмов (растений, животных и особых организмов – грибов), горных пород, рельефа. Однако при этом ни в коем случае нельзя забывать о факторе времени, в которое климат, организмы, горные породы и рельеф образуют почву. [3]

При подготовке к исследованиям почв памятника я познакомилась с литературой о географии родного края, изучила публикации в научной литературе. Это позволило мне получить сведения о природно-климатических условиях места исследования, методиках исследования почв, их хозяйственном использовании.

Методика непосредственного изучения почв в поле основана почти целиком на выяснении морфологических признаков почв.

Исследование почв производится главным образом по почвенным разрезам, представляющим собой специально выкопанную яму той или иной глубины. По назначению разрезы бывают основными, полуямами, или контрольными. [2]

Основные разрезы делают в местах, наиболее типичных для изучаемой территории как в отношении рельефа, так и растительности

Разрезы обычно делают на полную глубину (1,5—2 м и глубже) с тем, чтобы можно было обнаружить и изучить также и почвообразующую породу. В тех случаях, когда близко к поверхности залегают грунтовые воды (в нашем случае), основные разрезы могут быть глубиной до 1м и даже меньше. Я сделала разрез на 40 см.

Схема«Почвенный разрез в районе исследования»

Передняя стенка разреза

Ступени

20см

40см

С точки зрения трудности или сложности проведения почвенных исследований условно территории делятся на пять категорий (Н. П. Карпинский, Н. К. Балябо, В. А. Францессон, А. И. Ляхов). [1] В нашем случае исследуемый участок я отнесла к IV категории

IV категория: 1) лесные районы, мало освоенные под земледелие, с наличием 20—45% заболоченных площадей;

Из литературы я узнала, что почвенные разрезы не следует располагать вблизи дорог, рядом с обочинами канав, в нетипичных для данной площади микропонижениях и т. д.

На небольшом исследуемом участке, представляющем собой гладкую равнину, достаточно заложить один разрез, который и будет характеризовать почву этого участка.

Фото 1 Закладкапочвенного разреза.