СВОЙСТВА ПОЧВ ПЛАН 1. Физические свойства 2.

СВОЙСТВА ПОЧВ

ПЛАН 1. Физические свойства 2. Физико-механические свойства 3. Физико-химические свойства 4. Тепловые свойства 5. Воздушные свойства

Литература: - Хабаров А. В. , Яскин А. А. Почвоведение. М. : «Колос» , 2001. 232 с. - Шеин Е. В. , Гончаров В. М. Агрофизика. Ростов-на Дону: «Феникс» , 2006. 400 с. - Хабаров А. В. , Яскин А. А. , Хабаров В. А. Почвоведение. М. : «Колос. С» , 2007. 311 с. - Абрамов Н. В. , Ситников А. М. , Федоткин В. А. и др. Земледелие Западной Сибири. Тюмень. ТГСХА, 2009. 347 с.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА плотность почвы, плотность твердой фазы, пористость.

Плотность почвы (dv) – масса (т) единицы объема (v) абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, и выраженную в граммах на кубический сантиметр: dv=m/v, г/см 3

Плотностьпочвы определяется с помощью бура Качинского (Качинский Никодим Антонович)

Определяется плотность почвы в полевых условиях с помощью бура Качинского Н. А.

Плотность почвы зависит от гранулометрического и минералогического состава, структуры почвы, содержания гумуса, обработки почвы.

В зависимости от плотности почвы сложение бывает: Рассыпчатое 0, 85 -1, 05 г/см 3 Рыхлое 1, 06 -1, 15 г/см 3 Плотное 1, 16 -1, 35 г/см 3 Очень плотное 1, 36 -1, 60 г/см 3

Самую низкую плотность имеют верхние гумусированные и оструктуренные горизонты. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность составляет 1, 0 -1, 2 г/см 3

Таблица 1– Оптимальная плотность почвы, г/см 3, под различными культурами Культуры Озимая рожь, овес Картофель Зерновые Бобовые, пропашные Почва Дерновоподзолистая, среднесуглинистая Плотность почвы 1, 20 – 1, 40 1, 00 – 1, 20 Чернозем выщелоченный Темно-серая лесная 1, 01 – 1, 30 1, 05 – 1, 29 (Абрамов Н. В. , 1992) Серая лесная, суглинистая 1, 00 – 1, 13 (Ландина, 1976; Орлова, 1968) Серая лесная, суглинистая 1, 00 -1, 10

Таблица 2 – Равновесная и оптимальная плотность почвы для полевых культур (по данным ТГСХА) Почва Гранулометрический состав Плотность почвы, г/см 3 равновесная оптимальная для зерновых для пропашных Дерновоподзолистая супесчаный суглинистый 1, 3 -1, 4 1, 35 -1, 5 1, 2 -1, 35 1, 1 -1, 3 1, 1 -1, 45 1, 0 -1, 20 Серая лесная тяжело-суглинистый 1, 40 1, 15 -1, 25 1, 0 -1, 2 Чернозем суглинистый 1, 0 -1, 3 1, 2 -1, 3 1, 0 -1, 3 Каштановая суглинистый 1, 2 -1, 45 1, 1 -1, 3 1, 0 -1, 3

Таблица 3 – Плотность 0 -30 см слоя чернозема выщелоченного в зависимости от способа обработки (оп. поле ТГСХА) С/Х культура (севооборот) Способ обработки почвы Кукуруза Плотность почвы, г/см 3 отвальный 1, 10 1, 18 1, 12 1, 15 отвальный 1, 08 1, 17 безотвальный Ячмень перед уборкой безотвальный Пшеница перед посевом 1, 15 1, 20 отвальный 1, 10 1, 17 безотвальный 1, 16 1, 19

От плотности почвы зависит: поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов, развитие корневых систем растений

Таблица 4 – Оценка плотности почвы (Качинский Н. А. ) Плотность, г/см 3 Оценка < 1, 0 Почва вспушена или богата органическим веществом 1, 0 -1, 1 Свежевспаханная почва 1, 2 -1, 3 Пашня уплотнена 1, 3 -1, 4 Пашня сильно уплотнена 1, 4 -1, 6 Типичное значение для подпахотных горизонтов (кроме черноземов) 1, 6 -1, 8 Сильно уплотненные иллювиальные горизонты

Для регулирования плотности почвы необходимо проводить обработку почвы и применять органические удобрения

Плотность твердой фазы почвы – масса сухой почвы (m) к единице объема твердой фазы почвы без пор (v): d=m/v , г/см 3

Плотность твердой фазы почвы определяется с помощью мерного сосуда ПИКНОМЕТРА

В малогумусных почвах и в нижних минеральных горизонтах плотность твердой фазы почвы составляет 2, 6 -2, 8 г/см 3

С увеличением содержания гумуса плотность твердой фазы почвы уменьшается до 2, 4 -2, 5 г/см 3, в торфяных почвах - до 1, 4 -1, 8 г/см 3

Таблица 5 – Плотность твердой фазы некоторых минералов, почв и гумуса Показатели Кварц Ортоклаз Гипс Гумус Дерново-подзолистые почвы /пахотный слой/ Выщелоченный чернозём, опытное поле ТГСХА /пахотный слой/ Плотность твердой фазы, г/см 3 2, 65 – 2, 66 2, 50 - 2, 62 2, 31 - 2, 33 1, 20 - 1, 40 2, 54 - 2, 63 2, 48 – 2, 52

Пористость (скважность) почвы – суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы S = (1 - dv)*100, % d 0

Пористость почвы зависит от: гранулометрического состава, структурности почвы, содержания органического вещества (гумуса)

Оптимальные условия водо- и воздухообеспечения растений создаются при наличии в почве 60 -75% воды, и 40 -25% воздуха от общей пористости почвы.

Таблица 6 – Оптимальное соотношение воды и воздуха, необходимое для нормального роста сельскохозяйственных культур Культуры Содержание, % от общей пористости воды воздуха Пропашные 55 -65 35 -45 Зерновые 65 -75 25 -35 Травы 70 -80 20 -30

Благоприятные условия водно-воздушного и теплового режимов складываются в почве, имеющей рыхлое и уплотнённое состояние пахотного слоя при величине общей пористости 50– 65 %

Культуры сплошного способа сева хорошо растут на уплотненных почвах с общей пористостью 50 -58 %, пропашные культуры на более рыхлых почвах с пористостью 58 -65 %

При общей пористости в подпахотном слое меньше 48 % под корнеплоды, меньше 44 % под зерновые необходимо проводить рыхление почвы

Таблица 7 – Оценка пористости почвы (Качинский Н. А. ) Общая пористость, % >70 65 -55 55 -50 <50 45 -25 Оценка Почва вспушена – избыточно пористая Культурно-пахотный слой – отличная Удовлетворительная для пахотного слоя Неудовлетворительная для пахотного слоя Характерна для уплотненных иллювиальных горизонтов – чрезмерно низкая

Пористость почвы обеспечивает передвижение воды в почве, улучшает водопроницаемость, водоподъёмную способность, влагоёмкость и воздухоёмкость. По общей пористости можно судить о степени уплотнения пахотного слоя почвы. От пористости в значительной степени зависит плодородие почв.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ: Физическая спелость почвы, липкость, пластичность, связность, набухание, усадка почвы.

Физическая спелость – состояние почвы, при котором почва лучше всего поддаётся обработке, т. е. готовность почвы к обработке. Наступает ФС у глинистых почв при влажности 50 -65 % от НВ, у суглинистых почв при 40 -60 % от НВ.

Липкость – способность почвы при определённой влажности прилипать к поверхности рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

При обработке почвы липкость оказывает отрицательное влияние: почва плохо крошится, прилипает к поверхности орудий, увеличивается тяговое сопротивление, ухудшается качество обработки.

Уменьшению липкости почв способствуют мероприятия: внесение органических удобрений, известкование кислых почв, гипсование засолённых почв, осушение переувлажнённых земель.

Пластичность – способность влажной почвы под воздействием внешних сил изменять и сохранять форму, деформироваться без образования трещин.

Связность – свойство почвы оказывать сопротивление разрывающему усилию.

Наибольшей связностью обладают тяжелые глинистые почвы и солонцы. Наименьшей связностью обладают лёгкие и хорошо оструктуренные почвы.

Набухание – способность увеличивать объём почвы при увлажнении.

Усадка – способность почвы терять объём при высыхании. С усадкой связано образование трещин, разрыв корневой системы растений.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Поглотительная способность – это поглощение почвой различных соединений, находящихся в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Носитель поглотительной способности почв – почвенный поглощающий комплекс (ППК) – вся сумма органических и минеральных коллоидов.

По К. К. Гедройцу, ППК включает все частицы размером менее 0, 005 мм. Частицы, имеющие размер, близкий к 0, 01 мм, принимают незначительное участие в явлениях поглощения, а крупные частицы в поглощении не участвуют.

Гедройц Константин Каэтанович (почвовед-агрохимик) Виды поглотительной способности почвы: механическая, физическая, химическая, физико-химическая и биологическая.

Механическая поглотительная способность почвы (МПС) – способность почвы задерживать при фильтрации частицы, которые по диаметру больше почвенных пор.

МПС зависит от гранулометрического состава и сложения почвы.

Физическая поглотительная способность почвы (ФПС) представляет собой способность коллоидов почвы притягивать к поверхности и удерживать на ней молекулы веществ (воды, растворов, газов) не изменяя их свойств.

Химическая поглотительная способность почвы (ХПС) связана с образованием нерастворимых в воде соединений.

Физико-химическая (обменная) поглотительная способность почвы (ФХПС, ОПС) – способность почвы обменивать катионы, содержащиеся в твердой фазе, на эквивалентное количество катионов почвенного раствора.

Биологическая поглотительная способность почвы (БПС) выражается в поглощении элементов питания корнями растений и микроорганизмами.

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ: теплопоглотительная способность, теплоёмкость, теплопроводность.

Теплопоглотительная способность характеризуется количеством солнечной радиации (показатель альбедо), отраженной поверхностью почвы и выраженной в процентах к солнечной радиации, достигающей поверхности почвы.

Чем меньше альбедо, тем больше солнечного тепла поглощает почва.

Теплоёмкость – свойство почвы поглощать определенное количество тепла. Измеряется количеством тепла, необходимого для нагревания 1 см 3 или 1 г почвы на 1 С.

Теплопроводность – способность почвы проводить тепло. Измеряется количеством тепла, которое проходит в 1 с через 1 см 2 слоя почвы толщиной 1 см.

Наименьшей теплопроводностью обладают воздух и гумус, несколько лучшей – вода, наибольшей – минеральная часть почвы.

Тепловой режим почв формируется под влиянием потока солнечной радиации и условий увлажнения. Показателем теплового режима служит температура почвы. Она зависит от климата, рельефа, свойств почвы, растительного и снежного покрова.

Тепловой режим почв можно регулировать с помощью агротехнических (гребневание, мульчирование, оставление стерни и т. д. ), агролесомелиоративных и мелиоративных приемов.

Гребневание усиливает теплообмен воздуха с почвой, в результате почва лучше прогревается.

Посевы кулисных высокостебельных растений (кукурузы, подсолнечника) способствуют повышению температуры почвы.

Полезащитные лесные полосы уменьшают силу ветра, снижают вертикальный обмен приземного слоя воздуха с атмосферой, способствуют накоплению снега на полях.

Орошение уменьшает отражение солнечной радиации до 20 %, что увеличивает приход тепловой энергии к почве.

ВОЗДУШНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ: - воздухоёмкость - воздухопроницаемость

Воздухоёмкость – способность почвы содержать определенное количество воздуха. Содержание воздуха выражают в процентах к объему почвы.

Воздухоёмкость зависит: 1. От пористости и влажности почвы. Чем больше пористость, тем выше воздухоемкость. С увеличением влажности почвы уменьшается воздухоёмкость, а при полном насыщении всех пор водой присутствует только растворенный воздух;

2. От гранулометрического состава и структуры почвы. В структурных почвах крупные поры заняты воздухом. В бесструктурных почвах мало воздуха. Если воздухоёмкость превышает 15 % объема почвы, то аэрация почв считается нормальной.

Аэрация – почвенный воздух

Воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух.

Воздухопроницаемость зависит от гранулометрического состава, структуры почвы, объема пор между почвенными агрегатами.

Таблица – Состав воздуха, % Воздух Азот Кислород Диоксид углерода Атмосферный 78, 0 21, 0 0, 03 Почвенный 78, 0 -80, 0 5, 0 -20, 0 0, 1 -15, 0

Воздушный режим почв включает все процессы поступления воздуха в почву, его передвижения, изменения состава и газообмена почвенного воздуха с атмосферным.