Реферат физические свойства почв

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.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

1. Физико-механические свойства почвы

2. Механический и микро агрегатный состав

2.1 Морфологическое строение почв

2.2 Агрохимические свойства

3. Разработка приемов регулирования почвы

влага почва глина физический

Почва — самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования — воды и минеральных веществ.

Почва — важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Наука о происхождении и развитии почв, закономерности их распространения, путях рационального использования и повышения плодородия называется почвоведением. Эта наука является отраслью естествознания и тесно связана с физико-математическими, химическими, биологическими, геологическими и географическими науками, опирается на разработанные ими фундаментальные законы и методы исследования. Вместе с тем, как любая другая теоретическая наука, почвоведение развивается на основе непосредственного взаимодействия с практикой, которая проверяет и использует выявленные закономерности и, в свою очередь, стимулирует новые поиски в области теоретических знаний

Основоположником науки о почве как самостоятельной естественно-исторической науки стал выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846-1903). Докучаев впервые сформулировал научное определение почвы, назвав почву самостоятельным естественно-историческим телом, которое является продуктом совокупной деятельности материнской горной породы, климата, растительных и животных организмов, возраста почвы и отчасти рельефа местности. Все факторы почвообразования о которых говорил Докучаев были известны и до него, их последовательно выдвигали разные ученые, но всегда в качестве единственного определяющего условия. Докучаев первый сказал, что возникновение почвы происходит в результате совместного действия всех факторов почвообразования. Он установил взгляд на почву как на самостоятельное особое природное тело, равнозначное понятиям растение, животное, минерал и т.д., которое возникает, развивается, непрерывно изменяется во времени и пространстве, и этим он заложил прочный фундамент новой науки.

Докучаев установил принцип строения почвенного профиля, развил идею о закономерности пространственного распределения отдельных видов почв, покрывающих поверхность суши в виде горизонтальных, или широтных зон, установил вертикальную зональность, или поясность, в распределении почв, под которой понимается закономерная смена одних почв другими по мере поднятия от подножия до вершины высоких гор. Ему принадлежит и первая научная классификация почв, в основу которой были заложена вся совокупность важнейших признаков и свойств почвы. Классификация Докучаева получила признание мировой науки и предложенные им названия «чернозем», «подзол», «солончак», «солонец» стали международными научными терминами. Он разработал методы изучения происхождения и плодородия почв, а также методы их картографирования и даже в 1899 составил первую почвенную карту северного полушария (эта карта называлась «Схема почвенных зон северного полушария»).

Один из них — сравнительно-географический, основан на одновременном исследовании самих почв (их морфологических признаков, физических и химических свойств) и факторов почвообразования в разных географических условиях с последующим их сопоставлением. Сейчас при почвенных исследованиях используются различные химические анализы, анализы физических свойств, минералогический, термохимический, микробиологический и многие другие анализы. В итоге устанавливается определенная связь в изменении тех или иных свойств почвы с изменением почвообразующих факторов. Зная закономерности распределения почвообразующих факторов, можно создать почвенную карту для обширной территории. Именно таким образом Докучаевым в 1899 была выполнена первая мировая почвенная карта, известная под названием «Схемы почвенных зон Северного полушария».

Другой метод — метод стационарных исследований заключается в систематическом наблюдении какого-либо почвенного процесса, которое обычно проводится на типичных почвах с определенным сочетанием почвообразующих факторов. Таким образом, метод стационарных исследований уточняет и детализирует метод сравнительно-географических исследований.

1. Физико-механические свойства почвы

К физико-механическим свойствам почвы относят: пластичность, плотность, связность, твердость, физическая спелость, липкость, набухание, усадку. Пластичность, связность, твердость и удельное сопротивление при обработке проявляются под влиянием внешних воздействий и характеризуют способность почвы оказывать им сопротивление. Набухание, усадка, липкость обнаруживаются при отсутствии действия внешних сил. Пни присущи только влажной почве, а их проявление характеризует почву как высокодисперсную систему.

Пластичность -способность почвы изменять свою форму под влиянием внешних сил без нарушения сплошности (без разрывов и трещин) и сохранять приданную форму после их устранения. Пластичность зависит от гранулометрического состава и влажности почвы. Пески практически не пластичны. Сухим и сильно переувлажнённым почвам пластичность также не характерна. Проявляется пластичность в определенном интервале увлажнения, от которого зависит консистенция почвы — степень подвижности почвенных частиц под влиянием внешних механических воздействий при различной влажности почвы.

Пластичность проявляется только при влажном состоянии почвы. В зависимости от степени увлажнения характер пластичности изменяется.

Шкала пластичности почв по Аттербергу:

— Верхний предел пластичности или предел текучести — весовая влажность почвы при которой стандартный конус под действием собственной массы (76 г) погружается в почвенный образец на глубину 10 см;

— Нижний предел пластичности или предел раскатывания — весовая влажность, при которой образец почвы можно раскатать в шнур диаметром 3 мм без образования в нем разрывов;

— Число пластичности —разность между числовым выражением верхнего и нижнего пределов пластичности:

Пластичность теснейшим образом связана с гранулометрическим составом почв:

-Глинистые почвы имеют число пластичности более 17;

-Суглинистые— в пределах 7—17;

-Супеси — меньше 7;

-Пески непластичны (число пластичности стремится к 0).

Связность — способность почвы сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить почвенные частицы.

Это свойство обусловлено силами сцепления между почвенными частицами, возникающими в результате их непосредственного взаимодействия или при помощи промежуточных веществ (клеев, цементов и т. д.). Связность почвы зависит от гранулометрического и минералогического составов, структурного состояния, влажности и гумусированности.

Высокой связностью характеризуются почвы тяжелого гранулометрического состава, в илистой фракции которых преобладают минералы группы монтмориллонита. Чем легче гранулометрический состав почв, тем меньше их связность. При оструктуривании почв увеличивается механическая прочность отдельных агрегатов, но уменьшается связность почв, облегчаются их обработка и распространение корневых систем растений.

Связность почв усиливается по мере насыщения ППК обменным натрием. В результате диспергирования увеличивается удельная поверхность почвы, а следовательно, возрастают и силы сцепления между частичками. По этой причине солонцам всегда присуща высокая связность.

Гумус также влияет на связность почв. Он увеличивает связность песчаных и супесчаных почв и снижает ее у тяжелосуглинистых и глинистых за счёт структурообразующего эффекта:

-Вызывается связность силами сцепления между частицами почвы. Степень сцепления обусловлена механическим и минералогическим составом, структурным состоянием почвы, влажностью и характером ее сельскохозяйственного использования. -Наибольшей связностью характеризуются глинистые почвы. -Наименьшей— песчаные. -Малоструктурные почвы в сухом состоянии имеют максимальную связность. -Выражается она в кг/см2.

Твердость —сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением какого-либо тела (шара, конуса, цилиндра и и т.д.).

Свойство почвы в естественном состоянии оказывать сопротивление сдавливающему и расклинивающему воздействию. Выражается в кг/см2. Твердость определяют специальными приборами — твердомерами, снабженными заостренными наконечниками в виде конуса, клина или цилиндра с малой площадью (плунжерами). Моделируя работу плуга в почве, определяют сопротивление, она оказывает расклиниванию или разрезанию в вертикальном и горизонтальном направлениях. Чем выше твердость почвы, тем большее сопротивление она оказывает расклиниванию. С помощью твердомера измеряют и сопротивление почвы сжатию или сдавливанию оказывает на нее сельскохозяйственная техника, передвигающая по поверхности. Чем больше твердость почвы, тем меньше тяговые усилия при перекатывании.

Твердость почвы обусловлена теми же характеристиками, что и связность, — минералогическим и гранулометрическим составами, содержанием гумуса, влажностью, составом обменных катионов. Твердость варьирует в широких пределах — от 5 до 60 кг/см2 и выше. Особенно большое влияние на данный показатель оказывает влажность почвы. Твердость сырой почвы близка к нулю и резко возрастает по мере ее иссушения, достигая максимальных величин в сухой почве. Эта закономерность не соблюдается в песчаных и хорошо оструктуренных почвах, поскольку в сухом состоянии они приобретают рассыпчатое сложение. Наиболее высокой твердостью характеризуются иллювиальные горизонты солонцов слитых и некоторых других почв, а также плужная подошва. При высокой твердости почвы всхожесть семян часто снижается, корневые системы растений испытывают механическое сопротивление.

Это важная технологическая характеристика почвы, поскольку между твердостью почвы и удельным сопротивлением при пахоте существует высокая коррелятивная зависимость: -Высокая твердость — признак плохих физико-химических и агрофизических свойств почв. -В этих условиях требуются большие затраты энергии на обработку, затрудняется прорастание семян, корни плохо проникают в почву. -Она хуже пропускает влагу и воздух. -На почвах со значительной твердостью растения развиваются плохо.

Липкость — свойство влажной почвы прилипать к другим телам.

Количественно липкость почвы характеризуется усилием, необходимым для отрыва металлической пластинки от влажной почвы, и выражается в г/см2. Это свойство проявляется в том случае, когда силы сцепления между почвенными частицами становятся меньше, чем между почвой и предметами, соприкасающимися с ней. Зависимость липкости от влажности имеет вид параболической кривой. В каждой конкретной почве липкость начинает проявляться при определенном значении влажности, характеризует влажность начального прилипания. По мере увеличения влажности почвы растет и ее липкость, но только до тех пор, пока не достигнет максимальных значений. Дальнейшее повышение влажности почвы приводит к уменьшению липкости, поскольку нарушается сцепление между частицами почвы, и почва приобретает текучую консистенцию. Влажность, при которой липкость почвы проявляется в наибольшей степени, называют влажностью максимального прилипания.

Липкость почвы тесно связана с гранулометрическим и минералогическим составами. По этому показателю глинистые почвы в 8-10 раз превосходят суглинистые и в 20-25 раз — песчаные и супесчаные. Липкость минералов группы монтмориллонита при близкой степени дисперсности вдвое выше липкости гидрослюд и а пять раз выше липкости каолинита. Липкость почвы существенно возрастает под влиянием обменного натрия, вызывающего пептизацию почвенных коллоидов и разрушение структуры.

Липкость определяет такое важное агрономическое свойство почв, как физическая спелость:

-В результате прилипания почвы к рабочим частям машин и орудий увеличивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки почвы. -Решающая роль в проявлении липкости принадлежит тонкому слою слабосвязанной воды. Этот слой воды называется адгезионным, а сам процесс склеивания с его помощью почвенных частиц и различных предметов — адгезией.

Чем тяжелее по гранулометрическому составу почва, тем сильнее она прилипает к твердым телам. Липкость возрастает также с увеличением содержания в почве органического вещества:

-Величина липкости определяется силой, требующейся для отрыва металлической пластинки от влажной почвы. Липкость выражается в граммах на 1 см2. -Увеличение степени насыщенности почвы кальцием способствует снижению величины прилипания, тогда как с возрастанием насыщенности натрием липкость почвы резко увеличивается. -На прилипание существенно влияет гранулометрический состав почвы. -У глинистых почв липкость наиболее значительна, у песка она наименьшая Н. А. Качинский (1934) делит почвы по липкости: -На предельно вязкие (>15 г/см2), -Сильновязкие (5—15), -Средние по вязкости (2—5), -Слабовязкие ( 0,25

Источник

Общие физические свойства почвы.
Плотность почвы и ее твердой фазы. Их связь с другими свойствами почв

Почва, как физическое тело, состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердая фаза представлена минеральными и органическими веществами, жидкая — почвенным раствором, газообразная — почвенным воздухом. В зависимости от размера пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Капиллярная пористость равна объему капиллярных промежутков почвы, некапиллярная — объему меж агрегатных… Читать ещё >

Общие физические свойства почвы. Плотность почвы и ее твердой фазы. Их связь с другими свойствами почв ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

К их числу относят плотность почвы, плотность ее твердой фазы и пористость.

Почва, как физическое тело, состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердая фаза представлена минеральными и органическими веществами, жидкая — почвенным раствором, газообразная — почвенным воздухом.

Плотность твердой фазы (относительная плотность) — это отношение массы твердой фазы почвы к массе воды в том же объеме при температуре 4 °C. Различные типы почв имеют неодинаковую плотность твердой фазы. Обычно для минеральных почв она колеблется в пределах 2,4 — 2,8 гсм3; бедные органическим веществом дерново-подзолистые почвы имеют плотность твердой фазы 2,6 — 2,7, черноземы обыкновенные — 2,4 — 2,7, торфяники — 1,4 — 1,8 гсм3.

Плотность почвы (объемная масса) — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженная в гсм3. Плотность минеральных почв колеблется от 0,8 до 1,8 гсм3, целинных верховых болотных — от 0,04 до 0,08 гсм3, старопахотных низинных торфяно-болотных — от 0,2 до 0,3 гсм3; почвы с небольшим содержанием гумуса имеют плотность 1,3 — 1,6 гсм3, нижние почвенные горизонты плотного сложения — 1,6 — 1,8 гсм3. Плотность почвы зависит от минерального и механического состава, содержания органических веществ, структурности и сложения. После механической обработки почва имеет наименьшую плотность, а затем начинает уплотняться. По истечении определенного срока (разного для разных почв) плотность достигает практически постоянного значения. Эту величину называют равновесной плотностью.

Пористость — суммарный объем всех пор и промежутков между частицами твердой фазы почвы. Общую пористость определяют по разности между общим объемом почвы и объемом твердой фазы почвы.

В зависимости от размера пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Капиллярная пористость равна объему капиллярных промежутков почвы, некапиллярная — объему меж агрегатных пор (https://referat.bookap.info, 19).

Сумма капиллярной и некапиллярной пористости составляет общую пористость.

Пористость почвы зависит от структурности, плотности, механического и минерального составов почвы.

С общей пористостью связаны воздухопроницаемость, водопроницаемость, воздухоемкость, газообмен между почвой и атмосферой. Об условиях водно-воздушного режима почв можно судить по капиллярной и некапиллярной пористости. По А. Г. Дояренко , наиболее благоприятные условия увлажнения и газообмена складываются в почвах при соотношении капиллярной и некапиллярной пористости 1:1.

Деление пористости на капиллярную и некапиллярную не охватывает всего многообразия форм пор в почве. Так, Н. А. Качинский подразделяет пористость на такие формы, как общая пористость; пористость агрегатов; межагрегатная пористость; капиллярная пористость; поры, заполненные прочносвязанной водой; поры, заполненные рыхлосвязанной водой; поры, занятые воздухом. Кроме того, он делит поры на активные и неактивные. В активных порах находится капиллярная и гравитационная вода, воздух и почвообитающие организмы. Неактивные поры (наиболее мелкие, от нескольких микрон до долей микрона) содержат прочно — и рыхлосвязанную воду.

Наиболее благоприятное в агрономическом понятии соотношение пористости наблюдается в черноземе: общая пористость 58 — 64%, пористость отдельных агрегатов 38 — 40%, поры, занятые воздухом, до 20 — 27%, неактивные поры меньше 10%.

Источник