Физические свойства почвы

ФГБОУ ВПО Оренбургский Государственный Аграрный Университет

АГРОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Физические свойства почвы»

 

 

 

                             Выполнила: студентка

экономического факультета

отделения менеджмент

Вечкилева Е.Ю.

Проверил: Кащеев А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

ОРЕНБУРГ

2013

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Введение
2. Основные физические свойства почвы
3. Характеристики строения почвы (пористость и плотность)

4.Твердая фаза почвы и ее влияние на удельное сопротивление при пахоте

5.Жидкая и газообразная фазы

   6.Влияние на почву уплотнения и пути его снижения

    7.Заключение

    8.Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

   Выдающийся русский ученый В.В.Докучаев впервые дал следующее определение почвы: “Почвой следует называть ”дневные”, или наружные, горизонты горных пород (все равно каких ), естественно измененные совместным воздействием  воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых”.

   Почва – элемент географического ландшафта. Первопричиной образования почв явились живые организмы (главным образом растения и микробы ), поселяющиеся в разрушенной выветриванием горной породе.

   Происхождение почвы и ее свойства неразрывно связаны с условиями окружающей  среды. Она отражает в своих свойствах исторический ход влияющих на нее природных условий, производительных сил и производственных отношений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

 

   Объемный и удельный вес. О б ъ е м н ы й    в е с – вес единицы объема абсолютно сухой почвы в естественном сложении (с порами), или вес в граммах 1 см3 сухой почвы. Он определяется взвешиванием образца с ненарушенным строем, взятого в строго определенном объеме.

   У д е л ь н ы й   в е с – вес в граммах 1 см3 твердой массы почвы без пор. Удельным весом почвы называют отношение веса твердой ее фазы определенного объема к весу воды при 40оС в том же объеме.

 

   Пористость (скважность). Суммарный объем пор между частицами твердой фазы (объем всех промежутков), выраженный отношением объема пор к объему почвы называется п о р и с т о с т ь ю, или с к в а ж н о с т ь ю. В отличии от пористого сложения почвы или от пористости горных пород или других тел, скважность почвы нередко называют порозностью.

   Размер пор, форма и сочетание их весьма разнообразны, так как они являются производными от случайного расположения полидисперсных частиц механического состава – элементарных почвенных частиц, микроагрегатов и структурных отдельностей, крайне различных по размерам, форме и характеру их поверхностей. В зависимости от величины пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. 
 
Капиллярная пористость равна объему капиллярных промежутков в почвах и обусловлена наличием в почве глинистых минералов.  
 
Некапиллярная пористость равна объему крупных пор и связана со структурным строением почвы.  
 
Сумма обеих видов пористости составляет общую пористость почвы. Она вычисляется по формуле:

                                                      
 
где отношение плотности сложения почвы (объемного веса) (ОВ) к плотности твердой фазы почвы (удельному весу) (УВ) составляет доля твердой фазы почвы, а за единицу принимается общий объем почвы со всеми порами. Величина пористости зависит от структурности, плотности, гранулометрического и минералогического состава почвы.

   Эти промежутки по форме и размерам сильно изменяются во времени в зависимости от происходящих в почве физико-механических и биологических процессов. вследствие частичной или полной закупорки некоторые поры исчезают, другие возникают вновь.

 

В почвах возможна уплотненная  укладка, если промежутки первого порядка  будут заняты частицами или агрегатами, диаметр которых отвечает размерам пор.

 

 

 

 

а.

 

б.

 

 

 

 

Схема изменения плотности упаковки:

а – увеличение плотности; б – уменьшение плотности.

  

 

 

 

   Пористость почвообразующих пород и почв различного механического состава колеблется значительно. Пористость тем выше, чем мельче механический состав почвы. Более крупные частицы образуют хотя и более крупные поры, но общий объем их несравненно меньше, чем сумма объема многочисленных пор, создаваемых мелкими (тонкими) частицами. Соотношение общей, внутриагрегатной и межагрегатной можно видеть из таблицы:

Пористость почв (%) по Н. А. Качинскому

Почва	Гори - зонт	Глубина (см)	Объем - ный вес (г/см3)	Удельный вес твер - дой фазы	Пористость
					общая	агркгат- ная	межагре -гатная
Среднеподзолистая суглини - стая Московской области
	А	0 - 12	1,33	2,61	49	39	10
	А1	12 ~ 20	1,35	2,6	48,1	~	~
	А2	20 - 32	1,39	2,65	47,6	38,1	9,5
	В1	32 - 55	1,56	2,68	41,8	~	~
	В2	85 - 110	1,78	2,7	34,1	26,5	7,6
Выщелоченный легкоглинистый чернозем Курской области	А	0 - 4	0,9	2,49	63,9	52,9	11
	А1	10 ~14	0,99	2,55	61,2	50,3	10,9
	А2	40 - 44	1,06	2,57	58,8	~	~
	В1	55 - 59	1,08	2,63	59	47,1	11,9
	В2	80 - 84	1,1	2,61	57,9	46,1	11,8
Ореховато - глыбистый легко - суглинистый солонец Сверд - ловской области	А	0 - 4	1,07	2,46	56,5	38,3	18,2
	А1	10 ~ 14	1,32	2,64	50,1	37,2	12,9
	В1	15 - 19	1,36	2,73	50,2	28,9	21,3
	С	60 - 64	1,54	2,77	44,4	~	~

 

   Пластичностью почвы называется способность ее в определенном интервале влажности под воздействием внешних сил изменять свою форму с сохранением новой приданной формы (способность к формованию и лепке). Это свойство обуславливается образованием гидротированных плотных оболочек вокруг мельчайших частичек почвы. Наибольшую пластичность имеют так называемые жирные, или тяжелые, глины, состоящие из тонких чешуйчатых частичек, сложенных в форме плотных штабелей. В зависимости от степени увлажнения характер пластичности меняется. Следует различать несколько характерных состояний почвы: нижний предел текучести и предел раскатывания в шнур.  
   Нижний предел текучести – это такое увлажнение почвы, при котором пласт почвы, разрезанный пополам, при повторном встряхивании сливается воедино. Это состояние влажности принимается за верхний предел пластичности.  
    Влажность почвы, при которой она перестает раскатываться в шнур, определяет предел раскатывания в шнур. Такое увлажнение принимается за нижний предел пластичности.

   Число пластичности - это разность между верхним и нижним пределами пластичности. Пластичность тесно связана с гранулометрическим составом почв и обусловлена наличием в ней глинистых частиц, диаметр которых меньше 0,002 мм.

  Глинистые почвы имеют число пластичности – 17, суглинистые – 7-17, супесь – менее 7, пески совершенно не пластичны. Кроме механического состава, существенное влияние на пластичность почвы оказывает состав коллоидной фракции, состав поглощенных катионов, а также содержание гумуса.

 

   Липкость (клейкость) – способность почвы во влажном состоянии прилипать к вводимым в нее предметам или соприкасающимся с нею.   Липкость определяется количеством влаги, соответствующим моменту, когда почвенная масса при некоторой наименьшей влажности начинает прилипать. Величина липкости определяется силой, необходимой, чтобы оторвать почву от поверхности прилипания. Выражается в г/см².  
   Как и пластичность, она обусловлена наличием в почве глинистых частиц и воды, а также составом поглощенных оснований. У глинистых почв липкость значительная, у песка минимальная. 
  Липкость проявляется при увлажнении почвы, приближающейся к верхнему пределу пластичности. Сухая почва липкостью не обладает. Прилипание повышается по мере увлажнения примерно до 80% от полного насыщения почвы водой, затем начинает уменьшаться.  
  По липкости почвы делятся на предельно вязкие (> 15 г/см²), сильно вязкие (5 - 15 г/см²), средне вязкие (2 - 5 г/см²), слабо вязкие (меньше 2 г/см²).  
  С липкостью почвы связано важное агрономическое свойство почвы – физическая спелость. Когда при обработке почва перестает прилипать к сельскохозяйственным машинам и начинает крошиться на комки, то такое состояние почвы отвечает ее физической спелости.  
  Нижним пределом влажности, при котором возможна обработка почвы, является влажность, отвечающая полуторной величине максимальной гигроскопичности почвы, а верхним пределом – 60-70% полной влагоемкости данной почвы.

   Связность – это свойство взаимного сцепления или притягивающего действия между почвенными частицами, которое измеряется силой, удерживающей частицы одну около другой. Оно обуславливается проявлением адсорбции, когезии, цементирующим действием различных веществ (глина, перегной, известь), степенью увлажнения почвы и другими факторами.

Набухание – это способность почвы изменять в объеме под влиянием различных факторов, главным образом увлажнения и замерзания. Большое значение в этом процессе играют почвенные коллоиды, особенно органические, способные резко увеличиваться в объеме при смачивании и уменьшаться при высыхании. Вследствие этого песчаные почвы с низким содержанием коллоидов практически не набухают, глинистые и суглинистые обладают значительной набухаемостью. 
 
Набухание измеряется в объемных процентах по формуле: 
 
 

 
 
где V_наб – процент набухания, V₁ – объем влажной почвы, V₂ – объем сухой почвы.  
 
 
На величину изменения объема влияет минералогический состав почв, наличие и состав обменных катионов, количество органических веществ.  
 
Усадка – это сокращение объема почвы при высыхании. Величина усадки зависит от тех же факторов, что и набухание. Усадка измеряется в объемных процентах по отношению к исходному объему: 
 
 
 
 
 
где V_ус – процент усадки от исходного объема, V₁ – объем влажной почвы, V₂ – объем сухой почвы.

   Твердость (плотность). Твердостью почвы называется способность ее оказывать сопротивление проникновению в нее твердых режущих тел род давлением.

   Твердость в поле обычно устанавливают визуально, различая следующие степени плотности почвы:

а) рыхлая – осыпается со стенок разреза от прикосновения ножа, легко проникающего в почву;

б) рыхловатая – осыпается меньше предыдущей, почвенный разрез без затруднения копается лопатой, нож хорошо проникает в почву;

в) уплотненная (плотноватая) - удовлетворительно режется лопатой и ножом, нож с трудом входит в почву;

г) твердая – с трудом режется лопатой; стенки разреза  очень плотные, нож с трудом входит а почву;

д) очень твердая – слабо поддается действию лопаты. Нож лишь оставляет черту, не проникая в почву. Эта степень твердости характерна для иллювиальных горизонтов сильносолонцеватых почв, солонцов и в ряде случаев подзолов (ортштейны, ортзанды) и пр.

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ  СТРОЕНИЯ ПОЧВЫ (ПОРИСТОСТЬ И ПЛОТНОСТЬ)

 

Основными характеристиками строения почвы являются ее пористость и плотность (объемная масса).

Все виды почвы пронизаны  порами, заполненными воздухом, водой  или органическими включениями.