Физические и физико-механические свойства почв, понятие, виды. Мероприятия по улучшению физических и физико-механических свойств почв

Физические свойства почвы

К физическим свойствам почвы относятся структура, водные, воздушные, тепловые, общие физические и физико-механические свойства. К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.

Плотность твердой фазы почвы – отношение массы её твердой фазы к массе воды в том же объеме при четырех градусах Цельсия.

Плотность почвы – масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Плотность зависит от минералогического и механического состава, структуры почвы и содержания органического вещества. Большое влияние на плотность оказывает обработка почвы и воздействие движущейся техники по поверхности почвы. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневых систем растений, интенсивность микробиологических процессов.

Пористость (или скважность) почвы - суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Выражают в процентах от общего объема почвы.

Пористость зависит от механического состава, структурности, деятельности почвенной фауны (черви, насекомые и др.), содержания органического вещества, в пахотных почвах от обработки и приемов окультуривания почв.

Поры в почве образуются между отдельными механическими элементами, агрегатами и внутри агрегатов. Различают общую пористость, капиллярную и некапиллярную. Поры могут быть заполнены водой и воздухом.

Некапиллярные поры – обеспечивают водопроницаемость, воздухообмен.

Капиллярная пористость – создает водоудерживаемую способность почвы, т.е. от ее значения зависит запас доступной влаги для растений.

Для создания устойчивого запаса влаги в почве при одновременном хорошем воздухообмене (аэрации) необходимо, чтобы некапиллярная пористость составляла от пятидесяти до шестидесяти процентов общей пористости. Если она меньше пятидесяти, то приводит к ухудшению воздухообмена и может вызвать развитие анаэробных процессов.

В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели наибольшую капиллярность, пористость.

Общая пористость имеет наивысшие показатели в верхних горизонтах и заметно снижается в нижних. Она выше в суглинистых и глинистых почвах.

Физико-механические свойства

К физико-механическим свойствам относятся пластичность и сопротивление при обработке. Физико-механические свойства имеют важнейшее значение для оценки технологических её свойств, т.е. различных условий обработки, работы посевных и уборочных агрегатов.

Пластичность – способность почвы изменять свою форму под влиянием какой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохранять приданную форму после устранения силы.

Пластичность обусловлена илистой фракцией и зависит от влажности почвы. Сухая почва пластичной не бывает; избыточно увлажненная начинает течь и также теряет пластичность.

В зависимости от влажности почвы разделяют:

Верхний предел пластичности (или предел текучести) – весовая влажность, при которой стандартный конус под воздействием собственной массы (76г.) погружается в почву на глубину 10см.;

Нижний предел пластичности (или предел раскатывания) – весовая влажность, при которой можно раскатать в шнур без образования в нем разрывов.

Число пластичности – разность между показателями верхнего и нижнего пределов пластичности. Наивысшее число (больше 17) пластичности имеют глинистые почвы; суглинистые - 7-17; супеси – меньше 7; а пески – не обладают пластичностью.

При увеличении содержания обменного натрия пластичность возрастает, а при насыщении кальцием и магнием и увеличением содержания гумуса снижается.

Липкость (или прилипание) – свойство влажности почвы прилипать к другим телам. Липкость отрицательно влияет на технологические свойства почвы – прилипание почвы к орудиям и ходовым частям машины увеличивает тяговое сопротивление и ухудшает качество обработки. Липкость проявляется при некотором наименьшей влажности, увеличивается одновременно с ней, а потом начинает уменьшаться.

Прилипание зависит от механического состава: она наибольшая у глинистых и наименьшая – у песчаных.

С липкостью связано важное агрономическое свойство почвы – физическая спелость, т.е. состояние влажности, при котором почва хорошо крошится на комки, не прилипая при этом к орудиям обработки. Различают также биологическую спелость почвы – состояние температурного режима, при котором начинает активно развиваться биологические процессы.

Набухание – увеличение объема почвы при увлажнении. Объясняется связыванием молекул воды тонкими частицами почвы. Величина набухания зависит от гранулометрического, минералогического и химического состава почвы. Набухание присуще почвам, содержащим большое количество коллоидов.

Усадка - уменьшение объема почвы при высыханий. Она зависит от тех всех факторов, что и набухание. Чем больше набухание, тем больше усадка.

Связность почвы - способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Она вызывается силами сцепления между частицами почвы. Степень сцепления зависит от гранулометрического, минералогического состава почвы, ее структуры, влажности и характера сельскохозяйственного использования.

Твердость почвы - механическая прочность, сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением какого-либо тела. Твердость почвы в значительной мере определяется ее связностью. Величина твердости устанавливается специальными приборами - твердомерами и выражается в кг/см². Чем выше твердость, тем хуже агрофизические свойства почвы, больше требуется затрат на обработку, хуже условия для появления всходов и роста растений. Твердость почвы зависит от структуры, содержания органического вещества, влажности.

Распыленная почва при высыхании оказывает значительно большее механическое сопротивление, чем структурная, комковато-зернистая. С уменьшением влажности твердость почвы возрастает. Хорошо гумусированные почвы, насыщенные двухвалентными катионами, менее твердые, чем малогумусные почвы. Твердость почвы определяется гранулометрическим составом и Составом поглощенных основания. Черноземы, насыщенные кальцием, в 10 - 15 раз менее твердые, чем солонцы. Сопротивление раздавливанию тяжелых глин после высушивания в несколько раз меньше, чем суглинистых и песчаных почв. Величина твердости почвы определяет затраты на ее обработку.

Удельное сопротивление почвы - усилие, затрачиваемое на осуществление технологических процессов (подрезание пласта оборачивание его) и преодоление при обработке почвы трения о рабочую поверхность почвообрабатывающих орудий. Его выражают в кг/см³. Удельное сопротивление зависит от гранулометрического состава, физико-химических свойств, влажности и агрохимического состояния почвы и изменяется от 0, 2 до 1, 2 кг/см². Наименьшим удельным сопротивлением обладают почвы, насыщенные кальцием, легкого гранулометрического состава, наибольшим - тяжелосуглинистые и глинистые солонцового типа, содержащие свыше 30 % поглощенного натрия от емкости поглощения. Величина удельного сопротивления почвы сильно зависит от агротехнического фона. На целинных и старозалежных почвах удельное сопротивление на 45 - 50 % выше, чем на старопахотных На полях, сильно засоренных сорняками, особенно корневищными, удельное сопротивление значительно возрастает. Почвы с хорошей структурой оказывают при обработке меньшее сопротивление, чем бесструктурные.Структура почвы - совокупность различных по величине, форме и качественному составу отдельностей (агрегатов), на которые способна распадаться почва. Почвенные агрегаты состоят из соединенных между собой механических элементов. Способность почвы распадаться на агрегаты называют структурностью. Каждый тип структуры в зависимости от характера ребер, граней и размера подразделяют на более мелкие единицы: роды и виды.

Различают несколько типов структуры. Основные из них:

Кубовидная - структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям;

Призмовидная - отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси;

Плитовидные - отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям к укороченным в вертикальном направлении.

Почва бывает структурной и бесструктурной. В структурном состоянии масса почвы разделена на отдельности различной формы и величины. Бесструктурное состояние почвы наблюдается, когда отдельные механические элементы, слагающие ее существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой.

Бывает переходное состояние почвы, когда структура выражена слабо. В любой почве и любом почвенном горизонте структурные отдельности имеют различные размеры и форму. Чаще всего структура бывает смешанной.Структурные почвы имеют ряд существенных преимуществ перед бесструктурными:

- меньше испаряют влаги, обладают большей водопроницаемостью и водоудерживающей способностью;

- больше накапливают влаги и более продуктивно ее используют;

- в них создаются более благоприятные условия для микробиологических процессор и превращения питательных веществ из недоступной формы в усвояемую;

- отличается повышенной устойчивостью к водной эрозии и дефляции;

- требует меньших затрат труда и средств на механическую обработку;

- создаются лучшие условия для прорастания семян, роста и развития возделываемых растений.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒