Приемы регулирования физических свойств почв

Изменение общих физических и физико-химических свойств и пути их регулирования

Для регулирования физических и физико-механических свойств почв в соответствии с требованиями растений и выбора наиболее эффективной технологии их возделывания агроному необходимо дать оценку параметрам этих свойств, а также оценить роль отдельных факторов в их формировании. Поскольку гранулометрический и минералогический составы трудно поддаются изменениям при земледельческом использовании почв, следует учитывать главным образом их значение при выборе приемов регулирования физических и физико-механических свойств почв: выбор оптимальных сроков обработки почв разного гранулометрического состава в зависимости от их влажности, применение рыхления подпахотного слоя на тяжелых почвах, дифференцированное осуществление прямых приемов их изменения (внесение органических удобрений, культура сидератов, регулирование состава обменных катионов и др.).

Сильное отрицательное влияние на физические и физико-механические свойства почвы оказывает тяжелая техника. Уплотняющее воздействие сказывается на плотности и порозности пахотного слоя. В результате уплотняющего воздействия техники снижается порозность, особенно некапиллярная, ухудшаются условия для проникновения корней, уменьшаются водообеспеченность растений и аэрация, содержание нитратов в почвенном растворе. Следствием такого ухудшения физических свойств является значительное снижение урожая. Особенно сильно ухудшаются физические свойства на тяжелых слабооструктуренных почвах с повышенной влажностью (почвы таежно-лесной зоны, орошаемые земли).

Ослабления вредного уплотняющего воздействия тяжелой техники на почву достигают применением современных технологий возделывания культур, сокращающих количество проходов агрегатов по полю, строгим соблюдением оптимальных сроков проведения полевых работ с учетом состояния влажности почвы, ее физических и физико-механических свойств, осуществлением мероприятий по их улучшению, использованием активных приемов по борьбе с уплотнением (глубокое рыхление). Важное значение также имеют применение существующих и разработка новых машин и агрегатов с минимальным уплотняющим воздействием на почву (широкозахватные и комбинированные агрегаты с многоцелевыми рабочими органами, машины и агрегаты на гусеницах и шинах низкого давления и др.).

Вода в почве — один из важнейших факторов плодородия и урожайности растений. В почвенных процессах, в создании агрономически важных свойств почвы она играет значительную и разностороннюю роль. Эта роль определяется особым положением воды в природе. Вода — это особая физико-химическая активная система, обеспечивающая перемещение веществ в пространстве. С содержанием воды в почве связаны скорость выветривания и почвообразования, гумусообразование, биологические, химические и физико-химические процессы. В воде растворяются питательные вещества, которые из почвенного раствора поступают в растения. Поскольку при испарении воды затрачивается огромное количество тепла, вода является и терморегулятором почвы и растений, предохраняя их от перегрева солнечной радиацией.

Вода поступает в почву в виде атмосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении. Главным источником воды в почве в условиях неорошаемого земледелия являются атмосферные осадки.

Содержание влаги в процентах к массе абсолютно сухой почвы (высушенной при 105 0C) характеризует влажность почвы. Ее можно также выразить в процентах объема почвы (в м3Да, мм или т/га).

В составе растений содержится 80—90 % воды. В процессе своей жизнедеятельности они тратят огромное ее количество. При недостатке воды в почве формируются неустойчивые и низкие урожаи сельскохозяйственных культур.

Водообеспеченность растений зависит не только от количества поступающей воды в почву, но и от ее водных свойств. При равной абсолютной влажности почвы могут содержать разное количество доступной воды, что обусловлено гранулометрическим составом почв, структурным состоянием, содержанием гумуса и другими показателями, определяющими их водные свойства. Познание закономерностей поведения почвенной влаги, процессов водопотребления растениями, водных свойств и водного режима имеет большое значение для управления и оптимизации водного режима с целью получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Источник

Вопрос 41. Приёмы регулирования физических свойств почв.

Поскольку гранулометрический и минералогический составы трудно поддаются изменениям при земледельческом использовании почв, следует учитывать главным образом их значение при выборе приемов регулирования физических и физико-механических свойств почв: выбор оптимальных сроков обработки почв разного гранулометрического состава в зависимости от их влажности, применение рыхления подпахотного слоя на тяжелых почвах, дифференцированное осуществление прямых приемов их изменения (внесение органических удобрений, культура сидератов, регулирование состава обменных катионов и другое).

Сильное отрицательное влияние на физические и физико-механические свойства почвы оказывает тяжелая техника. Уплотняющее воздействие на почву может проявляться до глубины 50-80 см, а наиболее резко оно сказывается на плотности и порозности пахотного слоя. По подсчетам разных авторов, при возделывании зерновых культур уплотняющему воздействию подвергается от 30 до 80 % площади поля, при этом значительная часть двукратному и более.

В результате уплотняющего воздействия техники снижается порозность, особенно некапиллярная, ухудшаются условия для проникновения корней, уменьшаются водообеспеченность растений и аэрация, содержание нитратов в почвенном растворе. Следствием такого ухудшения физических свойств является значительное снижение урожая. Даже при однократном проходе техники урожай зерновых на следах прохода колес машин уменьшается до 50—60 %. Особенно сильно ухудшаются физические свойства на тяжелых слабо оструктуренных почвах с повышенной влажностью (почвы таежно-лесной зоны, орошаемые земли).

Ослабления вредного уплотняющего воздействия тяжелой техники на почву достигают применением современных технологий возделывания культур, сокращающих количество проходов агрегатов по полю, строгим соблюдением оптимальных сроков проведения полевых работ с учетом состояния влажности почвы, ее физических и физико-механических свойств, осуществлением мероприятий по их улучшению, использованием активных приемов по борьбе с уплотнением (глубокое рыхление). Важное значение также имеют применение существующих и разработка новых машин и агрегатов с минимальным уплотняющим воздействием на почву (широкозахватные и комбинированные агрегаты с многоцелевыми рабочими органами, машины и агрегаты на гусеницах и шинах низкого давления и др.).

Физико-механические (и физические) факторы обусловливают крошение почвенной массы главным образом под влиянием изменяющегося давления или механического воздействия. К ним относятся уплотняющее и рыхлящее действие корней, роющих и копающих животных, попеременное высушивание и увлажнение, замерзание и оттаивание почвы, воздействие почвообрабатывающих орудий.

К физико-химическим и химическим факторам относятся коагуляция почвенных коллоидов и цементирующее воздействие ряда почвенных соединений. Клеящими и цементирующими веществами могут служить гумус, глинистое вещество, гидроксиды железа и алюминия, карбонат кальция. Одни минеральные соединения без гумусовых веществ не образуют водопрочных агрегатов.

Основная роль в образовании агрономически ценной структуры принадлежит биологическим факторам — растительности и почвенным организмам. Помимо механического уплотняюще-рыхлящего воздействия корней растительность является главным источником образования гумуса, а гуматы кальция выступают как важнейшие клеецементирующие вещества при возникновении высокопрочных агрегатов. При высоком содержании гуматов натрия образуются неводопрочные очень плотные агрегаты.

Наиболее сильное оструктуривающее воздействие на почву оказывает многолетняя травянистая растительность. Важную положительную роль играют почвенные насекомые и животные, особенно черви.

Источник

Физико-механические свойства почвы

Физические и механические свойства почвы, представляющей собой совершенно особое природное образование, обладающей только ей присущим строением, составом, свойствами. Расчет содержания физического песка и физической глины. Диапазон активной влаги в почве.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Влажность устойчивого завядания растений:

7,73*1.5=11,59 7,73*1,5=11.59 6,64*1,5=5,24 — 6,98*1,5=10,47 8,81*1.5=13,21 9,25*1,5=7,75 9,78*1,5=14,67

Диапазон активной влаги:

26,4-18,48=7,92 26,4-18,48=7,92 22,8-15,61=7,19 18,8-13,16=5,67 19,8-13,86=5,94 19,6-13,72=5,88 — —

Диапазон активной влаги в 20 см:

Диапазон активной влаги в 100 см:

7,92+7,92+7,19+5,67+5,94+5,88=40,52 (очень плохой)

3. Разработка приемов регулирования физико-механических почв

Поскольку гранулометрический и минералогический составы трудно поддаются изменениям при земледельческом использовании почв, следует учитывать главным образом их значение при выборе приемов регулирования физических и физико-механических свойств почв: выбор оптимальных сроков обработки почв разного гранулометрического состава в зависимости от их влажности, применение рыхления подпахотного слоя на тяжелых почвах, дифференцированное осуществление прямых приемов их изменения (внесение органических удобрений, культура сидератов, регулирование состава обменных катионов и др.).

Сильное отрицательное влияние на физические и физико-механические свойства почвы оказывает тяжелая техника. Уплотняющее воздействие на почву может проявляться до глубины 50-80 см, а наиболее резко оно сказывается на плотности и порозности пахотного слоя. По подсчетам разных авторов, при возделывании зерновых культур уплотняющему воздействию подвергается от 30 до 80 % площади поля, при этом значительная часть двукратному и более.

В результате уплотняющего воздействия техники снижается порозность, особенно некапиллярная, ухудшаются условия для проникновения корней, уменьшаются водообеспеченность растений и аэрация, содержание нитратов в почвенном растворе. Следствием такого ухудшения физических свойств является значительное снижение урожая. Даже при однократном проходе техники урожай зерновых на следах прохода колес машин уменьшается до 50—60 %. Особенно сильно ухудшаются физические свойства на тяжелых слабооструктуренных почвах с повышенной влажностью (почвы таежно-лесной зоны, орошаемые земли).

Ослабления вредного уплотняющего воздействия тяжелой техники на почву достигают применением современных технологий возделывания культур, сокращающих количество проходов агрегатов по полю, строгим соблюдением оптимальных сроков проведения полевых работ с учетом состояния влажности почвы, ее физических и физико-механических свойств, осуществлением мероприятий по их улучшению, использованием активных приемов по борьбе с уплотнением (глубокое рыхление). Важное значение также имеют применение существующих и разработка новых машин и агрегатов с минимальным уплотняющим воздействием на почву (широкозахватные и комбинированные агрегаты с многоцелевыми рабочими органами, машины и агрегаты на гусеницах и шинах низкого давления и др.).

Физико-механические (и физические) факторы обусловливают крошение почвенной массы главным образом под влиянием изменяющегося давления или механического воздействия. К ним относятся уплотняющее и рыхлящее действие корней, роющих и копающих животных, попеременное высушивание и увлажнение, замерзание и оттаивание почвы, воздействие почвообрабатывающих орудий.

К физико-химическим и химическим факторам относятся коагуляция почвенных коллоидов и цементирующее воздействие ряда почвенных соединений. Клеящими и цементирующими веществами могут служить гумус, глинистое вещество, гидроксиды железа и алюминия, карбонат кальция. Одни минеральные соединения без гумусовых веществ не образуют водопрочных агрегатов.

Основная роль в образовании агрономически ценной структуры принадлежит биологическим факторам — растительности и почвенным организмам. Помимо механического уплотняюще-рыхлящего воздействия корней растительность является главным источником образования гумуса, а гуматы кальция выступают как важнейшие клеецементирующие вещества при возникновении высокопрочных агрегатов. При высоком содержании гуматов натрия образуются неводопрочные очень плотные агрегаты.

Наиболее сильное оструктуривающее воздействие на почву оказывает многолетняя травянистая растительность. Важную положительную роль играют почвенные насекомые и животные, особенно черви.

Система мероприятий по регулированию физико-механических свойств почвы должна быть направлена на оптимизацию факторов, с которыми связано их проявление. Поскольку гранулометрический и минералогический составы относятся к нерегулируемым факторам, то их учитывают, подбирая оптимальные сроки обработки почвы исходя из ее влажности. Другие факторы, определяющие физико-механические свойства почв, в какой-либо степени поддаются оптимизации. Существенно улучшить физико-механические свойства почв можно с помощью регулирования влажности почвы (удаление избытка влаги иди восполнение ее недостатка при орошении), комплекса мероприятий по улучшению структурного состояния почв и увеличению их гумусированности, мелиорации кислых и щелочных почв, направленной на изменение состава обменных катионов, а также с помощью пескования и глинования.

Проблема улучшения физико-механических свойств почвы — одна из главных в земледелии, так как от этого зависят увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и повышение производства продукции растениеводства.

Множество приемов регулирования физико-механических свойств и восстановления почвенной структуры можно объединить в три большие группы? механические, химические, биологические.

Приемы первой группы включают интенсивную механическую обработку почвы, почвоуглубление, щелевание и т.д. Эти приемы позволяют существенно улучшить физико-механические свойства почвы. При этом действие их кратковременное, и поэтому для достижения продолжительного эффекта крайне важно систематическое многократное применение их. Следует отметить, что систематические интенсивные механические обработки способствуют увеличению доли микроструктуры (илистых фракций) в структуре почвы и снижают водопрочность. Следовательно, механические приемы регулирования физико-механических свойств, улучшая почвенные условия роста и развития растений в момент их применения, обусловливают значительное ухудшение их в перспективе.

Приемы второй группы — химические, включают использование для улучшения структуры и физико-механических свойств почвы различных химических веществ, называемых структуро-улучшателями. Применение их повышает коэффициент структурности почв. Использование этих веществ перспективно, но ограничено экономической целесообразностью. К приемам этой группы можно отнести известкование кислых почв и гипсование солонцов. В результате известкования почва становится структурной, увеличивается ее водопроницаемость и уменьшается плотность. Извест-106 кованные почвы имеют более благоприятные физико-механические свойства.

Гипсованием устраняют щелочную реакцию солонцовых почв, улучшают их физические свойства и структурное состояние. Твердость и сопротивление при обработке, липкость и другие физико-механические свойства в результате замещения поглощенного натрия кальцием становятся более благоприятными в агрономическом отношении. При этом применением известкования и гипсования нельзя полностью решить проблему улучшения физико-механических свойств и структуры почвы, так как решение ее выходит далеко за пределы кислых и щелочных почв.

Приемы третьей группы — биологические, они направлены на повышение содержания органического вещества (гумуса) в почве. Эти приемы универсальны и долговечны. С увеличением содержания гумуса в почве улучшаются не только ее физико-механические и химические свойства, но и все почвенные режимы: — Пищевой; — Водный; — Воздушный. Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что с повышением содержания гумуса в почве уменьшается ее плотность и повышается устойчивость к различным деформациям. При содержании гумуса в почве 3,7 % и более равновесная плотность почвы устанавливается на оптимальной для культурных растений величине. Такие почвы даже после принудительного уплотнения способны под действием естественных факторов (увлажнение, замораживание, высушивание) к разуплотнению и не требуют рыхления с целью регулирования физических свойств. Почвы с содержанием гумуса менее 3,7 % после принудительного уплотнения не восстанавливают исходной плотности. На таких почвах необходима механическая обработка как средство регулирования физико-механических свойств.

К биологическим приемам регулирования физико-механических свойств почвы относят: — Совершенствование севооборотов, включающее увеличение доли многолетних трав в структуре посевных площадей; — Применение сидеральных культур; — Увеличение объёма вносимых органических удобрений; — Оптимизацию обработки почвы, направленную на уменьшение интенсивности и глубины рыхлений с целью снижения темпов минерализации органического вещества почвы и распыления структуры.

1. Бахтин П.У. Исследования физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР. М.,1969, 184 с.

2. http://racechrono.ru/fizika-pochv/3021-fiziko-mehanicheskie-svoystva pochv.html

3. Почвоведение с основами геологии: учебное пособие / С. Г. Муртазина, М. Г. Муртазин. // -Казань: Изд. Казанского ГАУ, 2012.-356 с.

4. Физические и водно-физические свойства почв. Сост. В.А.Рожков. А.Г.Бондарев и др. М: Изд. Московского государственного университета леса..2002. 74.с.

5. Практикум по почвоведению. Учебное пособие С. Г. Муртазина, И. А. Гайсин, М. Г. Муртазин. Казань-2006, 226 страниц.

6. Словарь ботанических терминов. Киев: Наукова Думка. Под общей редакцией д.б.н. И.А. Дудки. 1984.

7. Березин П.Н. Гранулометрия почв и почвообразующих пород. Структурно-функциональные и гидрофизические свойства набухающих почв // Современные физические и химические методы исследования почв. М., 1987, с. 56-72 и 20-45.

Источник