Физико-механические свойства

 

К физико-механическим свойствам почвы относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твёрдость и сопротивление при обработке.

Физико-механические свойства зависят от минералогического и гранулометрического составов, содержания гумуса, структурного состояния и обменных катионов.

Пластичность - способность почвы менять свою форму под действием внешних сил и сохранять полученную форму после прекращения механического воздействия. (глинистые и суглинистые почвы во влажном состоянии)

Липкость - свойство влажной почвыприлипать к другим телам. В результате прилипания почвы к рабочим частям машин и орудий увеличивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки почвы.

Липкость определяет такое важное производственное свойство почв, как их физическая спелость. Физическая спелость почв обуславливается уровнем увлажнения, при котором исчезает способность почвенных «частиц» прилипать к сельскохозяйственным орудиям, но возникает способность самоагрегироваться. Раньше других достигают состояния физической спелости почвы лёгкого гранулометрического состава и гумусированные черноземы.

Набухание - увеличение объема почвы при увлажнении. Набухание присуще мелкоземистым почвам, содержащим большое количество коллоидов, и объясняется связыванием тонкими частицами почвы молекул воды (увеличением гидратных оболочек). Наиболее набухаемые 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 объёме.

Большое значение на набухание оказывает состав обменных катионов почв.

Усадка - сокращение объёма почвы при высыхании. Величина усадки обусловлена теми же факторами, что и набухание. Чем больше набухание, тем сильнее усадка почвы.

Связность - способность почвы сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить почвенные частицы. Вызывается связность силами сцепления между частицами почвы. Степень сцепления обусловлена механическим и минералогическим составом, структурным состоянием почвы, влажностью и характером её сельскохозяйственного использования.

Наибольшей связностью характеризуются глинистые почвы, наименьшей - песчаные. Малоструктурные почвы в сухом состоянии имеют максимальную связность. Выражается в кг/см2.

Твёрдость - сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее какого-либо тела. Высокая твердость признак плохих физико-химических и агрофизических свойств почв. Она хуже пропускает воду и воздух. На почвах со значительной твердостью растения развиваются плохо.

Твердость почвы зависит от её увлажнения. По мере уменьшения влажности она резко возрастает.

С твердостью связана такая важная техническая характеристика почвы, как сопротивление её обработке. В обычном интервале влажности сопротивление почвы при обработке находится в прямой зависимости от твёрдости почвы. Измеряется в кг/см².

Удельное сопротивление - усилие, затрачиваемое на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Удельным сопротивлением обуславливается величина силы тяги при вспашке почвы. Выражается в кг/см².

Физико-химические свойства

Почвенный раствор - влага почвы находящаяся во влагожидкостном состоянии с растворенными в ней веществами.

Реакция почвенного раствора. Характерным свойством почвы является её реакция. Она проявляется при взаимодействии почвы с водой или растворами солей и определяется наличием свободных ионов Н+ и ОН- в почвенном растворе. Она зависит также от обменности катионов.

Реакция почвенного раствора в различных почвах колеблется от pH 3,5 до 8-9. Наиболее кислую реакцию имеют болотные почвы. Кислой реакцией характеризуются подзолистые и дерново-подзолистые почвы (pH 4-6). Черноземы имеют реакцию близкую к нейтральной.

Реакция может быть:

. сильнокислой 3-4

. кислой 4-5

. слабокислой 5,1-6,5

. нейтральной 6,5-7,1

. слабощелочной 7,2-7,5

. щелочная 7,5-8,5

. сильнощелочная >8,5

Гидролитическая кислотность - вся кислотность, проявляющаяся при действии гидролитической щелочной соли.

Степень насыщенности почв основаниями - это количество поглощенных оснований, выраженное в процентах от емкости поглощения. Она показывает, какая часть от емкости поглощения приходится на обменные основания, и в разных типах почв колеблется от 5 до 100%.

Каждая почва способна удерживать в поглощенном состоянии лишь определенное количество катионов. Эта величина называется емкостью катионного обмена.

 

Табл. 6. Чернозем осолоделый

Глубина образца	Гигр. вода	Гумус	Азот	Фосфор	Калий	рН сол.	Са	Mg
0-20	5,4	10,7	0,4779	11	62,5	6,25	47,5	5,8
29-39	4,7	8	0,3820	14	62,5	6,25	40,3	4,9
39-49	4,8	1,4				5,4	22,5	4,4
55-65	4,8	1,3				6,55	27	4,6
70-80	3,9					7,1
120-130						7,2

 

Табл. 7. Темно-серая осолоделая

Глубина образца	Гигр. вода	Гумус	Азот	Фосфор	Калий	Гидрол. кисл.	рН сол
0-20	4	5,79	0,2348	23	37,5	2,63	5,9
20-29	4,27	3,55	0,1453	18	31,2	2,28	5,6
29-39	4,45	1,31				1,79	6,5
50-60	4,51	1,05					7,25
100-110							7,3
130-140							7,4

 

Табл. 8. Лугово-черноземная

Глубина, см	Гумус	Азот общий	Фосфор валовой, %	Азот легкогидролизуемый, мг/100 г	Подвижные формы, мг на 100 г почвы		Гидролитическая кислотность мг-экв на 100 г почвы
	%				P2O5	K2O
0-10	8,5	0,392	0,236	Не опр.	22,5	11,6	4,87
23-33	5,67	0,258	0,213	»	22,5	5,5	5,62
35-45	2,6	0,148	0,15	»	25	5,3	3,37
55-65	1,41	0,082	0,121	»	30	5,3	2,72

 

Обладают значительной емкостью обмена. Сумма обменных оснований в гумусовом горизонте достигает 36-47 мг-экв, на глубине 40-50 см - 20-25 мг-экв на 100 г почвы.

 

Табл. 9

Глубина, см	Са	Mg	H	Сумма	pH
	Мг-экв на 100 г почвы				водный	солевой
0-10	31,7	4,55	Не опр.	36,25	Не опр.	5,5
23-33	23,79	3,71	»	27,5	-	5,2
35-45	19,39	2,87	»	22,26	-	5,9
55-65	17,64	2,87	»	20,51	-	5,9

 

Среди обменных катионов 85-89% суммы приходится на долю кальция, около 10-14 мг-экв - на долю магния.

Табл. 10. Солонци

Глубина образца	Гигр. вода	Гумус	Азот	Фосфор	Калий	Са	Mg
0-20	4.07	9.57	0.4132	9	31.25	31.86	3.15
21-31	3.89	7.86	0.3152	7	18.7	31.31	8.64
34-44	3.92	4.10				26.32	3.93
51-61	5.22					29.32	7.56
85-95	5.98
132-145	3.61

Содержание гумуса

 

Табл. 11. Содержание гумуса в черноземе осолоделом

Глубина, см	Гумус, %
0-20	10,7
29-30	8
39-49	1,4
55-65	1,3

Табл. 12. Содержание гумуса в темно-серой осолоделой почве

Глубина, смГумус, %
0-20	5,8
29-39	3,6
39-49	1,31
55-65	1,05

Табл. 13. Содержание гумуса в лугово-черноземных почвах

Глубина, смГумус, %
0-20	8,5
23-33	5,67
35-45	2,6
55-65	1,41

 

Табл. 14. Содержание гумуса в солонцах

Глубина, смГумус, %
0-20	9,6
21-31	7,9
34-44	1,4

Расчет запасов гумуса в почве:

Расчет запасов гумуса в почве производится по формуле:

 

Запасы гумуса т/га = А*h*d

 

Где А - содержание гумуса в %;- мощность слоя почвы, см;- плотность слоя почвы, г/см³;

Запас гумуса в черноземе осолоделом:

1. 10,7 * 20 * 1,15 = 246,1 т/га (в пахотном слое 0-20 см)

. 8 * 10 * 1,3 = 104 т/га

. 1,4 * 10 * 1,4 = 19,6 т/га

. 1,3 * 10 * 1,55 = 20,15 т/га

. 246,1+104+19,6+20,15=389,85 т/га (в метровом слое)

Запас гумуса в темно-серой осолоделой почве:

1. 5,79 * 20 * 1,4 = 162,12 т/га (в пахотном слое 0-20 см)

. 3,55 * 10 * 1,3 = 46,15 т/га

. 1,31* 10 * 1,3 = 17,03 т/га

. 1,05 * 10 * 1,3= 13,65 т/га

. 162,12+46,15+17,03+13,65=238,92 (в метровом слое)

Запас гумуса в лугово-черноземной почве:

1. 8,5 * 20 * 1,15 = 195,5 т/га (в пахотном слое 0-20 см)

. 5,67 * 10 * 1,25 = 70,88 т/га

. 2,6 * 10 * 1,35 = 35,1 т/га

. 1,41 * 10 * 1,45 = 20,45 т/га

. 195,5+70,88+35,1+20,45=321,93 т/га (в метровом слое)

Запас гумуса в солонце:

1. 9,6 * 20 * 1,15 = 220 т/га (в пахотном слое 0-20 см)

. 7,86 * 10 * 0,9 = 70,74 т/га

. 4,1 * 10 * 1 = 41 т/га