Меню Рубрики

Чем обусловлен механический состав почвы

Главная
Почвы России и СССР
Грибы России
Лишайники России
Водоросли России
Мохообразные России
Деревья и кустарники средней полосы
Травянистые растения средней полосы
Насекомые-вредители лесов России
Пресноводные беспозвоночные России
Дневные бабочки средней полосы
Пресноводные и проходные рыбы
Земноводные (амфибии) России
Пресмыкающиеся (рептилии) СССР
Птицы средней полосы России
Наземные млекопитающие России

Поделитесь ссылкой с друзьями:
ЭкоЦентр "Экосистема" разработал более 140 методических материалов по изучению природы:
Определители для смартфонов и планшетов
(всего 11 определителей в продаже на Play.Google)

Определители
для PC

Голоса
птиц

Методики
исследований

Учебные
видеофильмы


Определительные
таблицы

Карманные
определители

Всё это можно приобрести в нашем некоммерческом Интернет-магазине

Пожалуйста, ставьте гиперссылку на сайт www.rus-nature.ru если Вы копируете эти материалы!
Во избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами копирования материалов с сайта www.rus-nature.ru

В некоммерческом Интернет-магазине Экологического Центра "Экосистема" можно недорого (по себестоимости производства) купить (заказать по почте наложенным платежом, т.е. без предоплаты) наши авторские методические материалы по экологии, полевой биологии и географии:
10 компьютерных (электронных) определителей грибов, лишайников, растений и животных России,
2 диска с голосами птиц России: голоса птиц средней полосы и голоса птиц России,
20 цветных ламинированных определительных таблиц по растениям и животным средней полосы России,
8 цветных ламинированных определителей-бродилок по растениям средней полосы России,
5 карманных полевых определителей животных средней полосы,
65 методических пособий и 40 учебно-методических фильмов по методикам проведения научно-исследовательских работ в природе (в полевых условиях), а также
методическое пособие (книга) для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум".

Часть 1. СВОЙСТВА, КЛАССИФИКАЦИЯ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОЧВ

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

В результате процессов выветривания плотные горные породы превращаются в рыхлую массу, состоящую из частиц различного размера, которые называются механическими элементами. Механические элементы, близкие по размерам, объединяются во фракции. Совокупность механических фракций представляет механический состав почвы.

Группировка механических элементов по размерам называется классификацией механических элементов. В нашей стране у почвоведов широко применяется классификация проф. Н. А. Качинского (табл. 1).

Таблица 1. Классификация механических элементов почв (Н. А. Качинский, 1958)

Название механических элементов Размер механических элементов в мм
Камни > 3
Гравий 3-1
Песок крупный 1-0,5
Песок средний 0,5-0,25
Песок мелкий 0,25-0,05
Пыль крупная 0,05-0,01
Пыль средняя 0,01-0,005
Пыль мелкая 0,005-0,001
Ил грубый 0,001-0,0005
Ил тонкий 0,0005-0,0001
Коллоиды 0,01

По преобладанию частиц той или иной крупности почвы относят к песчаным, суглинистым, глинистым разновидностям и т.д. В почвоведении принята классификация почв по механическому составу, разработанная Н. А. Качинским, по которой все почвы подразделяются на категории в зависимости от содержания в них физической глины, т. е. частиц размером менее 0,01 мм (табл. 2).

Таблица 2. Классификация почв по механическому составу (Н. А. Качинский, 1958)

Название почв по механическому составу Содержание физической глины (частиц с d 80 > 85 > 65

Так, глинистыми почвами в зоне подзолистого типа почвообразования называются такие почвы, в которых содержится более 50% физической глины. В суглинистых почвах физической глины будет содержаться от 20 до 50% и т. д.

Механический состав является очень важным свойством почвы, по которому изучаемая почва относится к той или иной разновидности. Определение механического состава почвы по горизонтам играет большую роль при изучении генезиса (происхождения) почвы, так как механический состав зависит не только от состава материнской породы, но и от процессов почвообразования, происходящих в почве.

Распределение илистой фракции по профилю почвы является хорошим показателем наличия процессов образования вторичных глинистых минералов (т. е. оглинения почвы). В горизонтах оглинения увеличивается содержание илистых частиц по сравнению с их содержанием в почвообразующей породе, что дает основание для выделения метаморфических горизонтов в почвенном профиле. Характер распределения илистой фракции в почве указывает в некоторой степени на интенсивность и качественную направленность процессов почвообразования.

Механический состав почвы является важной характеристикой, необходимой для определения производственной ценности почвы, ее плодородия, способов обработки и т. д. От механического состава почвы зависят почти все физические и физико-механические свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, порозность, воздушный и тепловой режим, водоподъемная сила и др. В полевых условиях при определенных навыках механический состав можно определить и без специального оборудования, так как почвы различного механического состава отличаются некоторыми механическими свойствами, которые нетрудно определить в поле.

Существует сухой и мокрый способ приблизительного определения механического состава в поле. Показатели мокрого способа определения механического состава приведены на рис. 3.

Читайте также:  Мукор рисунок с обозначениями

Рис. 3. Мокрый способ определения механического состава почв в поле

Механический состав

Вид образца в плане после раскатывания Шнур не образуется — песок Зачатки шнура — супесь Шнур дробится при раскатывании — легкий суглинок Шнур сплошной кольцо при свертывании распадается — средний суглинок Шнур сплошной кольцо с трещинами — тяжелый суглинок Шнур сплошной кольцо дельное — глина

Глинистые почвы в сухом состоянии с большим трудом растираются между пальцами, но в растертом состоянии ощущается однородный тонкий порошок. Во влажном состоянии эти почвы сильно мажутся, хорошо скатываются в длинный шнур, из которого легко можно сделать кольцо.

Суглинистые почвы при растирании в сухом состоянии дают тонкий порошок, в котором прощупывается некоторое количество песчаных частиц. Во влажном состоянии раскатываются в шнур, который разламывается при сгибании в кольцо. Легкий суглинок не дает кольца, а шнур растрескивается и дробится при раскатывании. Тяжелый суглинок дает кольцо с трещинами.

Супесчаные почвы легко растираются между пальцами. В растертом состоянии явно преобладают песчаные частицы, заметные даже на глаз. Во влажном состоянии образуются только зачатки шнура.

Песчаные почвы состоят только из песчаных зерен с небольшой примесью пылеватых и глинистых частиц. Почва бесструктурна, не обладает связностью.

Окончательное уточнение механического состава почвы производится в камеральный период путем специального лабораторного анализа, и на основании его дается название почвы.

Общее название почвы по механическому составу дается по данным механического анализа верхнего горизонта (0-25 см). Например, дерново-среднеподзолистая, суглинистая или чернозем южный, глинистый и т. д. Если наблюдается резкое различие механического состава верхнего и нижнего горизонтов, то это обстоятельство должно отразиться и в названии почвы. Например, дерново-луговая, тяжелосуглинистая почва на песчаных отложениях или дерново-сильноподзолистая суглинистая почва на супесчаных наносах и т. д.

Дальнейшее подразделение почв по механическому составу производится на основании соотношений фракций песка (>0,05 мм), пыли (0,05-0,001 мм), ила (

Частиц крупнее 3 мм в % Степень каменистости почвы Тип каменистости
10 Сильнокаменистая

В некоммерческом Интернет-магазине Экологического Центра "Экосистема" можно недорого (по себестоимости производства) купить (заказать по почте наложенным платежом, т.е. без предоплаты) наши авторские методические материалы по экологии, полевой биологии и географии:
10 компьютерных (электронных) определителей грибов, лишайников, растений и животных России,
2 диска с голосами птиц России: голоса птиц средней полосы и голоса птиц России,
20 цветных ламинированных определительных таблиц по растениям и животным средней полосы России,
8 цветных ламинированных определителей-бродилок по растениям средней полосы России,
5 карманных полевых определителей животных средней полосы,
65 методических пособий и 40 учебно-методических фильмов по методикам проведения научно-исследовательских работ в природе (в полевых условиях), а также
методическое пособие (книга) для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум".

Почва – многофазная дисперсная среда, состоящая из твердых, жидких и газообразных частиц, перемешанных между собой в различных соотношениях. Как объект обработки почва является материалом, обладающим разнообразными свойствами в зависимости от ее вида, структуры и состояния. Свойства почвы имеют решающее значение для оценки качественных и энергетических показателей технологических процессов, происходящих в почве под воздействием рабочих органов почвообрабатывающих машин.

Механический состав. В зависимости от размеров твердые частицы почвы подразделяются на каменистые включения (размер частиц более 1 мм) и мелкозем (частицы размером менее 1 мм). При определении типа почвы по механическом составу анализируют только мелкозем и ориентируются на процентное содержание в почве физического песка и физической глины. Частицы размером менее 0,01 мм относят к почвенной глине, а более 0,01 мм – к физическому песку. По содержанию физической глины почвы получили различные наименования: глинистые (более 50% ‑ глина), суглинистые (50%-20% глины), супесчаные (20%-10% глины) и песчаные (менее 10% глины).

Чем больше в почве содержится физической глины, тем труднее она обрабатывается. Суглинистые и супесчаные почвы по своим свойствам занимают промежуточное положение и сравнительно легко крошатся, хорошо поглощают и удерживают влагу, обладают высоким плодородием.

Структура почвы. В процессе почвообразования происходит коагуляция и слипание первичных частиц, в результате чего образуются новые, более крупные агрегаты различного размера. Структурные образования размером 0,25 мм условно принято называть микроагрегатами, а более крупные – макроагрегатами почвы. Считается, что при механической обработке почвы нельзя допускать ее разрушения до частиц менее 0,25 мм, так как это приводит к разрушению структурных агрегатов и ветровой эрозии почв.

2. Физико-механические свойства почвы.

Применительно к целям обработки различают физические свойства почвы. Основные физические свойства почвы – влажность, скважность, плотность, структура, каменистость и т.д.

Читайте также:  Почему после сна хочется кушать

Коэффициент структурности почвы служит ее оценкой после обработки. Он определяется так:

где и – соответственно массы агрегатов размером 0,25…7 мм и остальной части почвы.

Абсолютная плотность почвы представляет собой отношение массы ту абсолютно сухой искусственно уплотненной почвы к ее объему V, то есть:

Объемная масса представляет собой отношение массы тн абсолютно сухой почвы с ненарушенным сложением (включая поры) к ее объему V, то есть:

Действительная объемная масса представляет собой отношение массы почвы тв с имеющейся в ней влагой к ее объему V, то есть:

Очевидно, что объемная масса и действительная объемная масса находятся в зависимости:

где W – весовая влажность в долях.

У культурной пашни среднее значение плотности ρ=1,0…1,1 г/см 3 и зависит от количества перегноя в ней. При ρ=1,2 г/см 3 – почва уплотнена, а при 1,3…1,4 г/см 3 сильно уплотнена.

Объем почвы, не занятой твердыми частицами, заполнен водой и воздухом. Наличие влаги оказывает большое влияние на свойства почвы и характер ее деформации под воздействием рабочих органов. Если вода заполняет ¾ имеющихся в почве капиллярных скважин, то такая почва находится в благоприятном для крошения состоянии, которое называют «спелостью» почвы.

Абсолютная влажность почвы Waхарактеризуется содержанием воды в единице веса сухого вещества и определяется по формуле:

где и ‑ масса, соответственно влажной и сухой почвы, г.

Относительная влажность Wo определяется при сравнении влажности почв разного механического состава по формуле:

где Wn ‑ полевая влагоемкость почвы – это количество воды, удерживаемая в себе обильно смоченная почва после стекания гравитационной влаги.

Оптимальной влажностью при обработке почвы можно считать: для подзолистой песчаной 12%, дерновоподзолистых суглинистых – 12…22%; черноземов – 17…30%.

Скважность (пористость) – это объем пустот в почве, заполненных водой и воздухом и определяемый из отношения объема пустот к общему объему исследуемой почвы:

Чем меньше диаметр твердых частиц, образующих почву, тем больше ее скважность. У глины и суглинистых почв она составляет 50…60%, у песчаных почв 40…45%, у торфяников – 80…90%.

3. Технологические свойства почвы.

Свойства почвы, которые проявляются только в процессе ее обработки и оказывают влияние на закономерности и характер протекания технологического процесса, называются технологическими. К ним относятся: способность к крошению, твердость, коэффициенты внешнего и внутреннего трения, сопротивления различного рода деформациями и т.д.

Способность почвы к крошению выражается отношением массы комков размером меньше 50 мм к массе почвы в пробе, выраженным в процентах. Пределом нецелесообразности обработки почвы считают количество пылевых частиц, близкое к 30% по объему.

Идеальной считается такая обработка почвы, когда на глубине заделки семян ее составные части достигают размеров 0,25-7 мм, что возможно только в состоянии физической спелости, то есть при оптимальной влажности.

Твердость почвы – способность сопротивляться внедрению в нее под давлением какого-либо твердого тела в виде конуса цилиндра или шара. Твердость – сравнительный показатель механических свойств почвы.

Для измерения твердости почв служат приборы – твердомеры (рис. 1).

Рисунок 1 – Твердомер:

а) схема твердомера: 1 – штанга; 2 – пружина; 3 – рукоятка; 4 – деформатор (наконечник); 5 – опора; б) диаграмма твердомера: 1 – с цилиндрическим наконечником; 2 – с коническим наконечником.

Для твердомеров стандартом предусматривается применение наконечников конической формы двух размеров: с площадью основания 1 см 2 и углом при вершине 2α=22°30’ – для твердых почв и с площадью основания 2 см 2 и углом 2α=30° ‑ для рыхлых почв. Твердомеры снабжаются пишущим устройством, которое вычерчивает диаграмму Р=f(h) при внедрении наконечника в почву. На данной диаграмме (рис. 2) можно выделить характерные участки. На участке ОА сопротивление почвы растет пропорционально ее деформации (точка А – предел пропорциональности). На участке АВ возрастание деформации не вызывает увеличения силы, то есть почва продолжает деформироваться без увеличения давления на нее (точка В – предел текучести). На участке ВС смятие и уплотнение почвы происходит под воздействием на нее конусообразного ядра из сильно уплотненной почвы, который расклинивает нижерасположенные слои, встречая постоянное сопротивление (точка С – предел пластичности).

Рисунок 2 – Диаграмма твердомера.

По данным этой диаграммы определяется стандартная твердость почвы по формуле:

где h – средняя ордината диаграммы твердомера, определяемая методом планиметрирования, см;

qп – жесткость пружины, определяемая тарировкой, Н/см;

S – площадь основания конуса, см 2 .

По диаграмме твердомера, кроме твердости почвы можно определить предельное значение удельного давления или несущую способность почвы:

Читайте также:  Какой рис нужен для плова в казане

и коэффициент объемного смятия:

где Ра и Рв – силы, отвечающие соответственно пределу пропорциональности и пределу текучести.

la – погружение плунжера в пределах пропорциональности, см.

Для жнивья, паров, лугов q = 5…10 Н/см 3 , для грунтовой дороги q = 50…90 Н/см 3 .

Трение почвы ‑ это сопротивление скольжению одного тела относительно другого, с ним соприкасающегося (внешнее трение), или одних частиц одного и того же тела относительно других (внутреннее трение). Трение характеризуется силой трения или силой реакции, вызванной внешней силой, стремящейся создать скольжение одной поверхности относительно другой при нормальном давлении.

Сила трения определяется по формуле:

,

где – нормальная сила, Н;

и — соответственно коэффициент и угол трения.

Коэффициент трения для разных почв колеблется от 0,25 до 0,90, угол трения от 14° до 42°. Для ориентировочных расчетов принимают f=0,5, что соответствует углу трения =26°30′.

Удельное сопротивление почв k принято в качестве показателя трудности обработки почв и определятся по формуле:

где Р ‑ общее сопротивление плуга, измеренное динамометром, Н;

а ‑ глубина пахоты, см;

b ‑ ширина захвата корпуса см;

п ‑ число корпусов плуга.

Удельное сопротивление почвы зависит от ее механического состава, структуры, степени уплотненности, задернелости, влажности и т. п.

Почвы с удельным сопротивлением до 3 Н/см 2 считаются легкими, от 3 до 5 — средними, от 5 до 7 — среднетяжелыми и от 7 до 12 Н/см 2 — тяжелыми.

Липкость почвы ‑ это способность почвы склеиваться и прилипать к различным поверхностям. Липкость характеризуется усилием, отнесенным к 1см 2 соприкасающейся с почвой стальной поверхности, необходимым для ее отрыва. Липкость зависит от влажности почвы, дисперсности, свойств материала рабочего органа, чистоты его поверхности и удельного давления. С увеличением дисперсности липкость почвы увеличивается. Поэтому глинистые почвы наиболее липкие.

Дата добавления: 2017-03-12 ; просмотров: 3274 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Если внимательно рассмотреть образец почвы, то можно увидеть, что она состоит из отдельных частиц – агрегатов, которые в воде распадаются на еще более мелкие элементы. Эти мелкие, разной формы частички и есть механические элементы. Среди них выделяют камни (> 3 мм), гравий (3–1 мм), песок (1–0,05 мм), пыль (0,05–0,001 мм), ил (0,001–0,0001 мм), коллоиды (50%).

Гранулометрический состав почвы оказывает сильное влияние на ее агрономические свойства. Песчаные и супесчаные почвы называют легкими. Вода сквозь них быстро просачивается, легко испаряется. Такие почвы имеют мало влаги, но много воздуха. Поверхность их быстро нагревается и остывает. Питательные вещества легко вымываются. Органические вещества быстро минерализуются. Поэтому, на почвах легкого механического состава необходимо вносить органические удобрения большими дозами, а минеральные – малыми.

Легко- и среднесуглинистые почвы – умеренно тяжелые. Они имеют сравнительно оптимальные физические свойства: хорошо связывают воду, но и достаточно насыщены воздухом. Хорошо окультуриваются. Элементов питания для нормальной жизнедеятельности растений содержат сравнительно достаточно. Их органические остатки быстро образуют гумус.

Тяжелосуглинистые, глинистые почвы – тяжелые. Они слабопроницаемы для воды и воздуха, способны удерживать много влаги, которая в значительной степени может оставаться недоступной для растений. Эти почвы часто переувлажнены, холодные. Кроме того, они сильно уплотняются, и при высыхании на их поверхности образуются трещины. Глинистые почвы содержат значительные количества элементов питания, но растения не всегда могут их использовать.

Таким образом, гранулометрический состав во многом определяет плодородие почвы; от него зависят многие важные физические и физико-химические свойства. Информация о механическом составе почвы необходима при решении многих практических вопросов. Так, она нужна при определении доз и способов внесения удобрений, извести, сроков и приемов обработки почвы, подбора сельскохозяйственных культур и почвообрабатывающей техники, глубины заделки семян и удобрений, сроков посева и др.

Механический состав почв можно улучшить путем глинования легких и пескования тяжелых. В естественных условиях с механическим составом почвы связано формирование определенных фитоценозов. Так, на песчаных местообитаниях обычно произрастает сосна, вереск, лишайники из рода кладония цетрария; из зеленых мхов – мох Шребера, Дикранум; из разнотравья – бессмертник, ястребинка волосистая, икотник серо-зеленый, эспарцет песчаный, вейники и др. Не выносят песчаных почв ель, дуб, слива, вишня и др.

В агроэкосистемах не все культурные растения одинаково реагируют на механический состав почвы. На почвах легкого механического состава неплохо удаются люпины, овес, рожь, картофель (последний на этих почвах дает клубни более высоких вкусовых качеств).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector