План
Введение
. Физико-механические свойства почвы
. Механический и микро агрегатный состав
.1 Морфологическое строение почв
.2 Агрохимические свойства
. Разработка приемов регулирования почвы
Выводы
Список литературы
влага почва глина физический
Введение
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 <#»justify»>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. ни 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.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
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.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
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 (<2 г/см2).
Набухание — увеличение объема почвы при увлажнении.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Выражается в процентах от исходного объёма. В корне набухания лежат сорбция молекул воды почвенными частицами. В результате гидратации почвенных частиц силы сцепления между ними ослабевают, происходит их отделение друг от друга, что сопровождается увеличением общего объёма почвы. Величина набухания тесно связана с гранулометрическим и минералогическим составами почвы, а также составом обменных катионов.
Поскольку сорбционные свойства в наибольшей степени проявляются у тонкодисперсных частиц, особенно коллоидных, то по мере утяжеления гранулометрического состава способность почв к набуханию возрастает.
Существенную роль в набухании почв играет минералогический состав. Глинистые минералы с фиксированной не расширяющейся кристаллической решеткой (каолинит, хлориты, гидрослюды) сорбируют молекулы воды только на внешней поверхности. У минералов с лабильной кристаллической решеткой (монтмориллонит, вермикулиты) сорбция воды происходит и между пакетами. Проникая в межпакетное пространство, молекулы воды вызывают их расширение и соответственно увеличение общего объёма минералов. По этой причине почвы, имеющие близкий гранулометрический состав, но различающиеся набором минералов в илистой фракции, имеют разную степень набухания.
На набухание сильно влияет состав обменных катионов. К примеру, монтмориллонит, насыщенный Са2+ или другими многовалентными катионами, набухает в меньшей степени, чем монтмориллонит, содержащий обменный Nа в большом количестве. В первом случае молекулы воды, проникающие в межпакетные пространства, раздвигают их благодаря расклинивающему давлению, развивающемуся за счёт молекулярных сил, только до определенного предела. Этого давления недостаточно для преодоления сил притяжения, возникающего благодаря многовалентным катионам, и алюмосиликатные слои остаются связанными друг с другом. По этой причине в межслоевом пространстве монтмориллонитов насыщенных многовалентными катионами, нет условий для развития двойного электрического слоя я возникновения сил отталкивания. Такой кристалл по отношению к воде ведет себя как единое целое, набухая до определенного объёма, ограниченного действием ионно-электростатических сил притяжения.
Когда монтмориллонит насыщен натрием, ионно-электростатические силы притяжения настолько слабы, что не препятствуют развитию молекулярной составляющей расклинивающего давления и образованию в межпакетном пространстве двойного электрического слоя. В результате этого расстояние между пакетами резко увеличивается, часто вплоть до полного разделения пакетов, и система сильно набухает. По этой причине наибольшим набуханием характеризуются глинистые солонцовые и слитые почвы с высоким содержанием обменного натрия и минералов монтмориллонитовой группы.
Органическое вещество играет двойственную роль в набухании почв. В свободном состоянии гумусовые кислоты отличаются высокой гидрофильностью и набуханием. Эти свойства они проявляют в щелочных почвах, поскольку находятся в диспергрированном состоянии и насыщены натрием. Гумусовые кислоты, будучи скоагулированными двух- и трехвалентными катионами, напротив — способствуют уменьшению набухания почвы. Это происходит в результате снижения их собственной гидрофильности и уменьшения дисперсности почвенной массы благодаря агрегированию частиц почвы гелями гумусовых веществ. Набухание почв снижается при наличии в почвенном растворе водорастворимых солей, вызывающих коагуляцию почвенных коллоидов.
Набухание присуще мелкоземистым почвам, содержащим большое количество коллоидов, и объясняется связыванием тонкими частицами почвы молекул воды (увеличением гидратных оболочек).
Величина набухания зависит от количества и качества коллоидов. Наиболее набухаемы глинистые почвы.
Набухание тесно связано с составом глинистых минералов почвы. Минералы монтмориллонитовой группы с расширяющейся кристаллической решеткой обладают наибольшей набухаемостью, минералы каолинитовой группы — наименьшей. Органические коллоиды при увлажнении также сильно увеличиваются в объеме.
Большое влияние на набухание оказывает состав обменных катионов почв. При насыщении почв одновалентными основаниями набухание достигает 120-150%. тогда как при насыщении почв двух- и трехвалентными катионами значительного увеличения в объеме при набухании не наблюдается.
Набухание почвы может вызвать неблагоприятные в агрономическом отношении изменения в поверхностном слое почвы. Вследствие набухания частички почвы могут быть настолько разделены пленками воды, что это приведет к разрушению агрегатов.
Физической спелостью называется состояние почвы, при котором она оказывает наименьшее сопротивление обрабатывающим орудиям, хорошо крошится и образует максимальное количество мезоагрегатов:
Влажность физически спелой почвы колеблется от 60 до 90% от наименьшей влагоемкости.
Она зависит от гранулометрического состава.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
У песчаных и супесчаных почв состояние физической спелости наступает при более высокой влажности, чем у суглинистых и глинистых. -Насыщение почвенного поглощающего комплекса катионами кальция и магния значительно снижает липкость почв, что способствует более ранней их обработке в весенний период.
Состояние физической спелости наступает раньше и у высокогумусированных почв, отличающихся от почв с низким содержанием гумуса большей степенью оструктуренности.
Усадка — сокращение объема почвы при высыхании.
Уменьшение объёма почвы при высыхании. Это процесс, обратный набуханию, он зависит от тех же факторов. Чем больше набухание почвы при увлажнении, тем сильнее ее усадка при последующем высыхании. Предел усадки соответствует удалению всей почвенной влаги, кроме гигроскопической, и переходу почвы из полутвердой консистенции в твердую.
В природных условиях циклы набухание-усадка, соответствуют циклам увлажнение-иссушение почвы. Эти динамические процессы сильно влияют на агрофизическое состояние почв. При этом важное значение имеет интенсивность их проявления. При умеренной амплитуде такие процессы способствуют агрегатообразованию и самомульчированию поверхности, что благоприятным образом отражается на водно-воздушном режиме почв. При частых и больших амплитудах циклы набухания и усадки вызывают разрушение почвенной структуры, более плотную переупаковку почвенных частиц, формирование системы глубоких трещин, расчленяющих почву на массивные глыбы: -Величина усадки обусловлена теми же факторами, что и набухание. Чем больше набухание, тем сильнее усадка почвы. -При сильной усадке в почве образуются многочисленные трещины, происходит разрыв корней растений, усиливается физическое испарение влаги. -Важнейшие технологические показатели — величина энергетических затрат, расход горючего, смазочных материалов, износ сельскохозяйственных машин и др. — определяются связностью и твердостью почвенных частиц.
Различают следующие виды консистенции:
Твердая — почва имеет свойства твердого тела; — Полутвердая — почва теряет пластичность и приобретает переходное состояние между твердым и пластичным телами; -Вязкопластичная — пластичная, не прилипает к другим телам; -Липкопластичная — почва пластичная, прилипает к другим телам; -Вязкотекучая — почва растекается толстым слоем; -Жидкотекучая — почва растекается тонким слоем.
Обычно для почвы характерны первые четыре состояния, но в некоторых случаях она приобретает и текучие консистенции, что приводит к развитию соли флюкции — оползанию почвы, пересыщенной водой, под влиянием собственной массы. Соли флюкция часто проявляется в полярном поясе. Этому способствует развитие длительно-сезонной или многолетней мерзлоты, вызывающей оползание оттаявшего слоя почвы по мерзлому грунту. Нередко соли флюкция наблюдается в высокогорных областях, на склонах в зонах выклинивания грунтовых вод. Текучесть почвы влияет на развитие эрозионных процессов при распахивании крутых склонов.
Условными характеристиками консистенции почвы являются константы пластичности (константы Аттерберга) предел текучести и предел раскатывания:
Верхний предел пластичности, или предел текучести, — весовая влажность почвы, при которой стандартный металлический конус под действием собственной массы (76 г) погружается в почвенный образец на глубину 10 см. — Нижний предел пластичности, или предел раскатывания, — граница между полутвердым и пластичным состоянием почвы, т. е. весовая влажность, при которой образец почвы можно раскатать в шнур диаметром З мм без образования в нем разрывов и трещин.
Число пластичности разность между числовыми выражениями верхнего и нижнего пределов пластичности. Характеризует диапазон влажности, в котором проявляются пластичные свойства почвы. В этом интервале почва деформируется, но сохраняет приданную ей форму, максимально набухает, обладает слабым сопротивлением при внешнем механическом воздействии.
Наиболее высокую пластичность имеют глинистые почвы. По этому показателю они превосходят суглинистые почвы примерно в два раза, а супесчаные — в три. При прочих равных условиях почвы, в илистой фракции которых доминируют минералы монтмориллонитовой группы, имеют более высокую пластичность, чем почвы с преобладанием каолинитовых минералов. Пластичность почв существенно возрастает при увеличении содержания обменного натрия, при насыщении ППК ионами кальция и магния пластичность снижается.
Огромное влияние на данный показатель оказывает влажность почвы. При сильном иссушении почв их связность увеличивается в 5-10 раз, достигая максимальных значений при влажности, близкой к влажности завядания.
По мере увеличения влажности удельное сопротивление неуклонно снижается и достигает минимума при некотором значении, характерном для каждой конкретной почвы. При дальнейшем повышении влажности почвы удельное сопротивление снова возрастает. Это обусловлено увеличением липкости почвы, благодаря чему усиливается сцепление почвенных частиц с поверхностью орудий, обрабатывающих почву. Внешнее трение почвы о поверхность металла сменяется внутренним трением почвы о почву. При обработке почвы с повышенной влажностью крошения почвы не происходит, пашня получается смазанной. После высыхания такой пашни образуются многочисленные плотные глыбы.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Структурой почвы называют 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 называется структурностью.
Почва бывает структурной и бесструктурной. В структурном состоянии масса почвы разделена на отдельности различной формы и величины. Бесструктурное состояние почвы — это когда отдельные механические элементы, слагающие ее, не соединены между собой в более крупные отдельности, а существуют раздельно или залегают сплошной сцементированной массой.
Различным генетическим горизонтам почв присущи свои формы структуры. При оценке структуры следует отличать морфологическое понятие структуры от агрономического. В морфологическом понимании структура — это форма отдельностей (агрегатов): ореховатая, призматическая, пластинчатая и др. В агрономическом смысле структуру оценивают прежде всего по ее влиянию на плодородие почвы.
Агрономическую ценность представляет комковато-зернистая структура, т. е. комочки диаметром от 0,25 до 10 мм. Отношение массы этих комочков к массе остальных фракций называется коэффициентом структурности. Он служит оценочным показателем свойств почвы.
Наилучшие водно-воздушные свойства при размере комков для черноземных и каштановых почв засушливых районов от 0,25 до 3 мм, для дерново-подзолистых суглинков от 0,5 до 5 мм. Комки диаметром более 1 мм обладают устойчивостью к ветровой эрозии.
Качественный показатель структурных агрегатов — их прочность, или сопротивление размывающему действию воды.
Структурные почвы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с бесструктурными. Основные из них следующие:
Структурные почвы меньше испаряют влаги, обладают большей водопроницаемостью и водоудерживающей способностью; они больше накапливают влаги и более продуктивно ее используют;
В них создаются более благоприятные условия для микробиологических процессов и превращения питательных веществ из недоступной в усвояемую форму; -Они отличаются повышенной устойчивостью к водной эрозии и дефляции; 4) требуют меньших затрат труда и средств на механическую обработку (тяговое сопротивление структурных почв при обработке намного меньше, чем бесструктурных почв);
В структурных почвах создаются лучшие условия для прорастания семян, роста и развития возделываемых культур.
Плотность почвы — масса единицы объема (1 см3) сухой почвы в ее естественном состоянии. Плотность пахотного слоя грубозернистой песчаной почвы 1,8; подзолистой суглинистой 1,2; типичного чернозема 1,0. Исходя из плотности почвы, вычисляют массу пахотного слоя на 1 га. Для подзолистых суглинков он будет 2,5-3 тыс. т (при глубине 20 см). Величина плотности определяется плотностью твердой фазы почвы и зависит от ее зональных особенной. Плотность твердой фазы почвы — отношение массы твердой фазы (почвенных частиц) к массе того же объема воды при 4° С. Наибольшую плотность твердой фазы имеет минеральная почва, например песчаная с высоким содержанием кварца (2,65), у перегноя и торфа 1,6, поэтому почвы с большим количеством гумуса отличаются меньшей плотностью твердой фазы (так у мощного чернозема она 2,37).
Пористость, или скважность. Почва состоит из твердой фазы (почвенных комочков) и промежутков между ними, или пор. Общий объем пор в процентах по отношению ко всему объему почвы называется пористостью, или скважностью, почвы. Поры могут быть заняты водой или воздухом. Наиболее благоприятен в агрономическом отношении такой объем, при котором поры почвы заняты водой примерно наполовину.
Скважность различают капиллярную (объем промежутков капиллярного сечения), некапиллярную (промежутки более широкие, чем капилляры) и общую. Последняя в пахотном слое составляет около 50%.
Неблагоприятное сочетание перечисленных физических свойств почвы может привести к образованию почвенной корки, ухудшающей условия жизни растений. В результате систематического уплотнения почвы плугом при вспашке на одну и ту же глубину в верхней части подпахотного слоя образуется плотная прослойка почвы, так называемая плужная подошва. Для предупреждения ее возникновения следует пахать поля на разную глубину и в разных направлениях.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Водные свойства и водный режим почв. Вода может находиться в почве в разных состояниях и в зависимости от этого имеет неодинаковое значение для питания растений. Различают следующие главные формы воды в почве.
Гравитационная вода занимает в почве крупные поры (некапиллярные), передвигается сверху вниз под собственной тяжестью. Это самая доступная для растений вода. Однако если она заполняет все поры, то наступает переувлажнение почвы. На песчаных почвах гравитационная вода легко уходит вглубь, в зону, недоступную для корней.
Капиллярная вода занимает капилляры почвы. По ним она продвигается от более влажного слоя к более сухому. По мере испарения воды с поверхности почвы такой восходящий ток ее может иссушить почвы. Капиллярная вода вполне доступна растениям.
Гигроскопическая вода находится в почве в виде молекул в поглощенном состоянии, удерживается поверхностью почвенных частиц, почти недоступна растениям, передвигается между частицами почвы в форме пара.
Названные формы воды не являются постоянными. Вода может из одной категории переходить в другую. При переувлажнении почвы все промежутки между ее частицами заняты водой. При подсыхании почвы расходуется в первую очередь свободная (некапиллярная) вода, а затем капиллярная. Если запасы капиллярной и некапиллярной воды исчерпаны, то растения уже почти не могут получать ее из почвы через корневую систему, так как в почве остается только вода, малодоступная растениям. Степень увлажнения почвы, при которой растения начинают завядать, от недостатка влаги, называется влажностью завядания (ВЗ).
Влажность завядания равна обычно двойной максимальной гигроскопичности: — на песчаных почвах она ниже 1%; — на супесчаных» 1-3; — на суглинистых 4-1; — а на глинистых 15% и выше.
Количество воды, которую почва прочно удерживает, а растения не могут использовать, составляет мертвый запас воды. Обычно равный полуторной максимальной гигроскопичности.
В глинистых почвах, водоудерживающая способность которых очень велика, мертвый запас влаги составляет 10-15% массы почвы, а в песчаных почвах- меньше 1 %. Это значит, что при одинаковой влажности (допустим, 20%) глинистая и песчаная почвы имеют разное количество доступной растениям воды: глинистая 5-10%, песчаная 19%.
Воду, которая содержится в почве сверхвлажности завядания (некоторые считают сверх мертвого запаса), т.е. больше двойной максимальной гигроскопичности, называют продуктивной (или доступной) влагой. Процент продуктивной влаги в почве равен приблизительно влажности почвы, выраженной в процентах, за вычетом двойной максимальной гигроскопичности. Однако более точно количество продуктивной влаги исчислять в весовых единицах. Каждый миллиметр осадков соответствует 10т воды на 1 га.
Почва способна впитывать и удерживать воду, а затем отдавать ее растениям. Для получения высокого урожая необходимо, чтобы в почве всегда содержалось нужное растениям количество воды. Зерновые культуры расходуют на создание урожая 2-3 тыс. т воды на 1 га, а другие растения и больше.
В почву вода попадает прежде всего с осадками, а также из атмосферы в виде водяных паров. Наибольшее количество воды, которое может удержать (вместить) почва при заполнении всех пор, называется общей, или полной, влагоемкостью (ПВ). Она зависит от механического состава почвы, содержания в ней перегноя и от общей пористости. Например, глинистые почвы отличаются высокой влагоемкостью (60-80 г воды на 100 г почвы), а песчаные-низкой (15-25 г). Особенно велика она в торфяных почвах. При полном насыщении торфа масса ее в несколько раз превышает массу воздушно-сухого торфа. Наиболее благоприятный для растений водный режим создается в минеральных почвах при насыщении их водой на 60-80% полной влагоемкости. Отличают еще полевую влагоемкость.
Величина полевой влагоемкости (в % массы сухой почвы):
Песчаных почв 3-5; — Супесчаных 10-12; — Суглинистых и глинистых 13-22; — В гумусовом горизонте чернозема она может быть 40-45%; — Влажность почвы более высокую считают избыточной.
Способность почвы пропускать через себя воду носит название водопроницаемости. При плохой водопроницаемости вода осадков стекает по поверхности почвы. В то же время при очень высокой водопроницаемости, какой, например, обладают песчаные почвы, осадки очень быстро проникают через почву и не используются растениями. Наиболее благоприятны условия для водопроницаемости в структурных почвах.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Водный режим почвы зависит прежде всего от количества выпадающих атмосферных осадков и от величины расхода влаги на испарение и транспирацию. Соотношение этих величин и определяет тип водного режима почвы. Он может быть промывным (отношение осадков к испарению больше единицы), переходным (это отношение около единицы) и непромывным (осадков меньше, чем величина испарения). Промывной тип преобладает в лесолуговой зоне, непромывной — в степной зоне, а переходный — в лесостепи. При близком расположении грунтовых вод возникает еще выпотной тип водного режима, а при высоком уровне грунтовых вод — застойный тип.
Воздушные и тепловые свойства почвы. В почве содержится воздух, состав которого отличается от атмосферного большим количеством углекислого
газа, меньшим количеством кислорода. При недостатке воздуха в почве замедляется прорастание семян, ненормально развивается корневая система, подавляется микробиологическая деятельность.
Содержание воздуха в почве (ее воздухоемкость) зависит от скважности почвы и относительного количества пор, занятых водой. Важно, чтобы непрерывно шел интенсивный обмен воздуха между почвой и атмосферой (аэрация), чтобы воздух, более богатый кислородом, поступал в почву, а бедный кислородом удалялся из нее.
Различные почвы имеют неодинаковые тепловые свойства. Почвы темноцветные быстрее прогреваются солнцем, чем светлоокрашенные. Почвы с меньшим содержанием воды скорее прогреваются весной, переувлажненные почвы медленно прогреваются и охлаждаются.
В практике земледелия имеет значение теплопроводность почв. Почвы, бедные органическим веществом, отличаются высокой теплопроводностью, а почвы с большим содержанием его, например торфяные, — низкой.
Основные физические, физико-механические и водные показатели почвы в совокупности определяют ее состояние и пригодность к механической обработке. Состояние почвы, при котором в процессе механической обработки она хорошо крошится и не прилипает к орудиям обработки, называется физической спелостью. За пределами физической спелости почва обрабатывается плохо, процесс обработки требует большего тягового усилия, больших затрат труда, времени и средств. Поэтому почву надо обрабатывать только в момент физической спелости.
Физическая спелость почвы определяется гранулометрическим составом, структурой и содержанием гумуса и воды в почве. Значимость этих факторов неодинакова. На почвах тяжелого гранулометрического состава, с большим содержанием физической глины влажность почвы оказывает первостепенное влияние на «поспевание» — готовность почвы к качественной обработке. Оптимальная влажность при обработке тяжелых почв составляет 50 % полевой влагоемкости. Незначительное отклонение влажности от этой величины как в большую, так и в меньшую сторону делает почву непригодной для качественной обработки.
С уменьшением содержания в почве глинистых фракций утрачивает свое значение и влажность почвы. При этом расширяются верхняя и нижняя границы влажности для пригодности почвы к обработке. Оптимальные сроки обработки почвы увеличиваются. Если тяжелоглинистые почвы имеют незначительный период готовности к обработке, исчисляемый минутами или часами, то с облегчением гранулометрического состава в связи с расширением границ влажности для пригодности к обработке этот период удлиняется до нескольких дней.
Немалую ценность имеет и органическое вещество навоза. Именно оно является одним из источников образования гумуса и оказывает заметное положительное влияние на физико-механические свойства почвы — структуру, сложение, газообмен, водопроницаемость.
Физико-механические свойства почвы нередко выступают в качестве их важнейших характеристик. Этим свойствам отводят первостепенное значение при решении многочисленных энергетических проблем, связанных с обработкой почвы. Физико-механические свойства определяют качество обработки почвы и характер ее деформации при работе сельскохозяйственных агрегатов, износ отдельных частей орудий обработки, соприкасающихся с почвой, и коэффициент их полезного действия. По этой причине оценка этих свойств необходима для конструирования сельскохозяйственных орудий и машин, расчетов сопротивления почвы при обработке и перекатывании по ней сельскохозяйственной техники.
Физико-механические свойства сильно влияют на развитие и характер распространения корневых систем культурных растений по профилю почвы. В связи с этим регулирование физико-механических свойств имеет большое значение для эффективного использования пахотных угодий.
2. Механический и микроагрегатный состав
Механическим составом почвы называют относительное (в процентах) содержание в ней твердых частичек различного размера. Эти частички являются отдельными зернами минералов, обломками горных пород, продуктами взаимодействия органических и минеральных веществ — их называют механическими элементами.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Микроагрегатный состав почвы-это содержание в почве водопрочных микроагрегатов (диаметром менее 0,25 мм) различного размера. Выражается в % от веса сухой почвы.
2.1 Морфологическое строение почв
Морфологические признаки — это внешние признаки почв. Для их исследования не нужно специальной лабораторной базы. Они изучаются органолептическим методом, т. е. с помощью органов чувств (зрения, обоняния, осязания и т. д.).
Задача 1
Рассчитать содержание физического песка и физической глины
А п 0-15 0,48+19,72=20,2(легкосуглинистая) / 5,98+21,52=27,5(легкосуглинистая) 20,2+42,90=63,1(средне глинистая) / 27,5+60,0=87,5(тяжело глинистая) 3,70+14,15+19,05=36,9(средне суглинистая) / 7,95+4,20+6,35=18,5(легко супесчаная)
А п 20-30 0,08+24,07=24,15(легкосуглинистая) / 11,76+25,84=37,6(средне суглинистая) 24,15+42,50=66,65 (средне глинистая)/ 37,6+57,45=99,05(тяжело глинистая) 6,25+7,55+19,55=33,35 (средне суглинистая)/7,80+6,65+0,50=14,95(супесчаная)
В 1 45-55 0,58+20,82=21,40 (легко суглинистая) / 5,84+23,16=29(легко суглинистая) 21,40+40,60=62(легко глинистая) / 29+54,50=83,5(тяжело глинистая) 11,60+4,70+21,70=38(средне суглинистая) / 8,85+5,60+2,70=17,15(супесчаная)
В 1 70-80 0,14+19,26=19,4(супесчаная) / 9,22+21,26=30,48(средне суглинистая) 19,4+40,35=59,75(легко глинистая) /30,48+53,20=83,68(тяжело глинистая) 7,05+6,80+26,40=40,25( тяжело суглинистая) / 9,75+5,45+1,17=16,37(супесчаная)
В 2 110-160 0,20+28,90=29,1 (легко суглинистая) 29,1+28,55=57,65(легко глинистая) 7,00+7,10+28,25=42,35 (тяжело суглинистая)
С 160-170 0,06+17,28=17,34 (супесчаная) 17,34+30,95=48,29 (тяжело суглинистая) 6,45+7,65+26,75=40,87 (тяжело суглинистая)
2.2 Агрохимические свойства
Агрохимические свойства почвы, характеризуют плодородие почвы, её пригодность для возделывания сельско-хозяйственных культур. Агрохимические свойства почвы обусловленные химическим составом почвы, определяют режим и условия питания растений, процессы превращения удобрений в почве. Основные показатели агрохимических свойств почвы: содержание гумуса, валовых и подвижных форм макро- и микроэлементов, реакция среды, сумма поглощённых оснований и степень насыщенности ими.
Задача
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Рассчитать запас гумуса (т/га)в почве в слоях А 0-26; А 0-56; Г(т/га)=Г(%)*d*h Где Г(%)-гумус в % ; d-гигроскопическая влажность; h-мощность слоя.
Г(т/га)=6,07*1,08*15=98,33 Г(т/га)=4,09*1,13*20=92,43 Г (т/га)=2,12*25*1,40=74,2 Г (т/га)=0,52*35*1,49=27,11 98,33+92,43+74,2+27,11=292,07 (средний)
Задача
Рассчитать долю извести (т/га) Hu(т:га)=0,05*Hr*h 0,05*3,70*15=2,77 (очень низкая) 0,05*2,55*20=2,55 (очень низкая) 0,05*2,25*45=5,06 (очень низкая) 0,05*3,80*70=13,3 (очень низкая) 0,05*2,27*110=12,48 (очень низкая) 0,05*2,27*160=12,48 (очень низкая) 2,77+2,55+5,06+13,3+12,48+12,48=48,64 (низкая)
Задача
Рассчитать степень насыщенности основаниями. V-степень насыщенности основаниями; E-емкость поглащения
V=(S:E)*100; E=S+Hr =(S:E)*100
34,75:38,45*100=90,37 (высокая) 29,08:31,63*100=91,93 (высокая) 18,89:21,44*100=88,10 (повышенная) 16,97:20,77*100=81,70 (повышенная) 20,52:22,79*100=90,03 (высокая) 20,52:22,79*100=90,03 (высокая) =S+Hr 34,75+3,70=38,45 (умеренно высокая) 29,08+2,55=31,63 (средняя) 18,89+2,55=21,44 (умеренно низкая) 16,97+3,80=20,77 (умеренно низкая) 20,52+2,27=22,79 (умеренно низкая) 20,52+2,27=22,79 (умеренно низкая) труктурно — агрегатный состав почвы это — естественное почвенное трехмерное образование из почвенных микроагрегатов и/или элементарных почвенных частиц в результате их соединения прочными связями и соединениями различной природы: коагуляция коллоидов, органическое вещество почвы, ионами Са, Al, Fe. Агрегаты обладают порозностью, называемой агрегатной. Являются основным «запасающим» объемом почвенного порового пространства, в котором содержатся питательные вещества, влага, воздух и почвенные микроорганизмы.
труктурно-агрегатный состав почв
К физическим свойствам почвы относятся структура, водные, воздушные, тепловые, общие физические и физико-механические свойства.
Задача 1. Найти общую скважность в %. Р=(1-d:d1)*100%
Р=(1-1,08:2,41)*100%=55,18 (хорошая скважность) Р=(1-1,13)*100= не можем вычислить Р=(1-1,27:2,47)*100%=42,30 (удовлетворительная скважность) Р=(1-1,40)*100%= не можем вычислить Р=(1-1,38:2,52)*100%=40,87 (хорошая скважность) Р=(1-1,38:2,33)*100%=40,77 (хорошая скважность) Р=(1-1,40:2,53)*100%=44,66 (хорошая скважность) Р=(1-1,50:2,50)*100%=40 (удовлетворительная скважность)
Задание 2. Рассчитать пористость аэрации. Для начала найдем Р объем пор занятых водой.
=полевая вл..d Pаэр=P-Pw
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Раэр=55,18-15,7=39,48 (удовлетворительная влажность) Раэр=43,30-15,8=27,5 (удовлетворительная влажность) Раэр=40,87-15,7=25,17 (удовлетворительная влажность) Раэр=40,77-12,1=28,67 (удовлетворительная влажность) Раэр=44,66-9,6=35,06 (удовлетворительная влажность) Раэр=40,0-10,1=29,9 (удовлетворительная влажность)
Влажность устойчивого завядания растений -влажность, при которой появляются первые признаки увядания растений с хорошоразвитой корневойсистемой, не исчезающие при помещении растений на 12 ч в атмосферу, насыщенную водяными парами;выражается в граммах воды на 100 г абсолютно сухой почвы.
Диапазон Активной Влаги- в определенном слое п. разность между содержанием влаги, соответствующим влагоемкости почвы наименьшей и содержанием, соответствующим влажности почвенной устойчивого завядания растений, т.е. наибольшее возможное содержание в п. продуктивной влаги при условии глубокого залегания грунтовых вод. Выражается в % о веса или объема почвы, или в мм водного слоя, или м3/га.
Влажность устойчивого завядания растений:
,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:
,92+7,92=15,84 (неудовлетворительный)
Диапазон активной влаги в 100 см:
,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.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
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.
Выводы
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.
Нужна помощь в написании курсовой?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
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.
Список литературы
1. Бахтин П.У. Исследования физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР. М.,1969, 184 с.
2. Почвоведение с основами геологии: учебное пособие / С. Г. Муртазина, М. Г. Муртазин. // -Казань: Изд. Казанского ГАУ, 2012.-356 с.
3. Физические и водно-физические свойства почв. Сост. В.А.Рожков. А.Г.Бондарев и др. М: Изд. Московского государственного университета леса..2002. 74.с.
4. Практикум по почвоведению. Учебное пособие С. Г. Муртазина, И. А. Гайсин, М. Г. Муртазин. Казань-2006, 226 страниц.
5. Словарь ботанических терминов. Киев: Наукова Думка. Под общей редакцией д.б.н. И.А. Дудки. 1984.
6. 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.
7. Общее почвоведение. М.: КолосС, 2006.