- 09.12.2014
- 772
- 0
Агрофизические свойства почв
Агрофизические свойства почв каждой местности определяются природными свойствами и размером почвенных частиц, их взаимным расположением. Природа и свойства почвенных частиц и сформированных из них агрегатов предопределены как местными почвообразующими материнскими породами, так и гетерогенным материалом, привнесенным со стороны. Непрерывные процессы трансформации и перераспределения подвижных минеральных и органических веществ, которые происходят в почвах постоянно под влиянием природных сил и производственной деятельности человека, которые приводят к формированию специфичных горизонтов в почвенном профиле. Получение данных о минеральном и органическом составе почвенных частиц, о плотности и пористости горизонтов, о способности почвы формировать структурные агрегаты, об общей влагоемкости и водоудерживающей способности почвы позволяет судить о степени пригодности почвы для возделывания сельскохозяйственных культур в целом или для выращивания одной специфичной культуры, в частности.
К агрофизическим свойствам почвы относят объемную массу почвы, плотность твердой фазы почвы, общую и капиллярную скважность, полную полевую влагоемкость, уровень аэрации и наименьшую полевую влагоемкость. О всех этих свойствах каждой конкретной почвы судят по результатам анализа почвенных образцов, взятых из каждого почвенного горизонта.
Работа 1. Морфологическое описание почв
и правила отбора почвенных образцов
Работа состоит из двух этапов. Первый этап – описание почвы по видимым морфологическим признакам, как на поверхности почвы, так и описание хорошо различимых горизонтов (слоев) почвенного профиля. Эта работа выполняется как в период учебной и/или научно-производственной практики, так и в лабораторных условиях по имеющимся монолитам различных почв. На втором этапе работы студенты знакомятся с правилами отбора образцов почвы для определения ее агрофизических свойств.
Ход работы:
Этап 1. Для обоснования проявления тех или иных морфологических признаков почвы необходимо описать топографию участка, характер растительного покрова и найти сведения о климатических условиях (среднее количество и характер распределения осадков, сезонные колебания температур воздуха, глубина залегания грунтовых вод), которые оказали непосредственное влияние на формирование почвы. Следует упомянуть о характере и степени антропогенного воздействия на конкретную почву.
Внешние морфологические признаки описывают по открытому почвенному разрезу или по имеющемуся монолиту конкретной почвы. Для разреза выбирают типичное место, которое может характеризовать почвенный покров на площади от 10 до 100 и более гектар. При уклоне местности, не превышающим 5о, закладывается один разрез, при большем уклоне для более объективной характеристики почвы может потребоваться закладка до трех разрезов: у основания склона, на средней его части и на водоразделе.
Как правило, разрез закладывается на глубину 1-1,5 м или до основания корнеобитаемого слоя почвы.
Рис. 1 Проекция почвенного разреза
Пахотный слой
Гумусный
горизонт
Переходныйгоризонт
 |
|||
 |
|||
Иллювиальный
горизонт
Отбор проб
почвы
цилиндром из каждого Материнская порода
горизонта
Разрез почвы от ее поверхностного слоя до слабо измененной подстилающей материнской породы обнаруживает несколько слоев и горизонтов, хорошо различимых по цвету, морфологическим элементам и новообразованиям или включениям, привнесенными механически. Каждый тип почвы имеет свои характерные ему горизонты.
На фотографиях, приведенных ниже, показаны типичные профили различных почв. Описание морфологических признаков поверхностного слоя почвы и каждого горизонта почвенного профиля включает цвет, структуру, толщину горизонта (слоя), наличие корней и биогенных образований, характер переходных горизонтов, наличие конкреций химической природы и прочие отличительные признаки. Дается предварительная характеристика гранулометрического состава на основе формирования шариков и жгутиков из увлажненной почвы. Все эти признаки в совокупности позволяют диагностировать различные типы, рода, виды и разновидности различных почв.
Рис. 2. Типичные профили различных почв
На рис. 2 представлены последовательно изображенные профили черноземной, дерново-подзолистой, аллювиальной и гидроморфо-глеевой почв.
Описание профиля разрезов дается в следующей форме:
|
Разрез (монолит) №… Местоположение и название типа почвы |
||
|
Название горизонта |
Глубина, см |
Характерные морфологические признаки |
|
1. |
|
|
|
2. |
|
|
|
3. и т.д. |
|
|
Этап 2. Отбор образцов почв
Для детального изучения агрофизических свойств конкретной почвы, как правило, выбирают типичную площадку и открывают разрез почвы шириной 0,8-1,0 м и до глубины материнской породы. На стенке разреза почвы выделяют генетические горизонты, определяют их мощность и описывают видимые характерные признаки каждого горизонта. После чего из каждого горизнта отбирают два вида образцов. Один смешанный образец, который отбирается из каждого горизонта и предназначен для изучения гранулометрического состава, удельной массы твердой фазы, и интересуемых агрохимических показателей (кислотность или щелочность, содержание углерода, общего азота, поглощенные основания и др.). Другой, с ненарушенной структурой, – для определения водно-физических свойств почвы: объемной массы почвы, общей и капиллярной влагоемкости. На основании полученных данных рассчитывают уровень аэрации, долю доступной и недоступной влаги, мертвого запаса влаги. Этот образец также берут из каждого выделенного горизонта почвы.
Смешанный образец почвы каждого горизонта (слоя) в открытом разрезе берется путем скалывания почвы ножом со стенки горизонта не менее чем в 20 местах. Общая масса сырой почвы должна быть не менее 500 грамм. В некоторых случаях смешанный образец берут почвенным буром по всей площади элементарного участка. И его также составляют не менее чем из 20 индивидуальных проб. В этом случае, смешанный образец берется из двух слоев почвы – из пахотного (20-30 см) и подпахотного слоя (20-40 или 30-60 см).
Образцы почвы с ненарушенной структурой отбираются почвенным буром Качинского или специальным цилиндром из нержавеющей стали с заостренными краями для облегчения продавливания. После взятия образца из верхнего горизонта, открывается следующий горизонт для обеспечения доступа к нему и создания возможности продавливания цилиндра вглубь горизонта. Это можно проделать также с помощью бура Качинского, но для этого потребуется сохранение всего сквозного керна почвы. Однако при этом не всегда удается не нарушить плотность и сложение почвы на разных глубинах. Каждый образец почвы помещают в полиэтиленовый пакет или коробку. В пакет и коробку вкладывают этикетку, такую же этикетку приклеивают к пакету (коробке).
Этикетка должна содержать следующую информацию:
Рис. 3. Пластмассовые коробки для временного и постоянного
хранения почвенных образцов
Рис. 4. Схема отбора образцов и и подготовки их к хранению
и последующим анализам
Верхний часто обрабатываемый слой
мелкокомковатой структуры.
Нижний периодически обрабатываемый
пахотный горизонт
Уплотненный подпахотный горизонт
Свежие образцы, размещенные по коробкам или пакетам, и снабжают двумя этикетками (одна на коробке, другая в коробке или пакете). Если пластмассовые коробки и полиэтиленовые пакеты обеспечивают сохранение влаги, то после доставки их в лабораторию в таких образцах можно определить полевую влажность.
Высушивание образцов до воздушно-сухого состояния проводят в лабораторных условиях и хранят их в полиэтиленовых коробках или склянках с притертой пробкой.
Для анализов отбирают аналитический образец почв, который выделяют из смешанного образца методом квартования. Объем такого образца и способ его подготовки для анализа описан в соответствующих методиках.
Контрольные вопросы:
Работа 2. Определение объемной массы почвы
Удельная масса почвы – это масса одного кубического сантиметра почвы, выраженная в г/см3. Следует различать удельную массу почвы в ненарушенном сложении и удельную массу твердой фазы почвы, то есть, почвенной массы без пор, заполненных водой и воздухом. Эти показатели характеризует сложение почвы в каждом горизонте (слое).
Объемная масса почвы – это масса единицы объема абсолютно сухой ненарушенной почвы со всеми ее капиллярными порами и пустотами между структурными агрегатами. Объемная масса зависит от гранулометрического состава, структуры, от степени гумусированности. Водный, воздушный и тепловой режимы почвы, скорость газообмена между почвой и атмосферой и биологическая активность в почве всецело зависят от плотности почвы. Соотношение объемов, занимаемых твердой фазой почвы и различными видами пор определяет сложение горизонтов (слоев). Величина этого соотношения предопределяет тип сложения почвы: плотное сложение, рыхлое или рассыпчатое сложение.
Объемная масса почвы зависит от гранулометрического и минерального составов, содержания органического вещества и структуры почвенных агрегатов. В зависимости от этих свойств ее величина может варьировать от 0,8 до 1.2 г/см3. Этот показатель используется при расчетах запасов влаги в почве, содержания питательных веществ, солей, органического вещества, как и при расчетах доз применяемых удобрений. Плотность сложения почвы учитывается при вычислении пористости почвы, запасов воды, питательных веществ и содержания гумуса, используется также для норм полива. Этот показатель является важной характеристикой почвы при определении условий роста выращиваемых культур и режимов полива.
Для определения объемной массы почвы и различных видов влажности используются образцы почв с ненарушенной структурой и сложением. Для отбора таких образцов используют бур Качинского или специальные пронумерованные и взвешенные цилиндры, имеющих определенную емкость V (диаметр*высота = V = πr2*h) и заостренный край на одном конце. Продавливая бур или цилиндр в почвенный горизонт, не допускают нарушения ее естественного сложения. Лучшие результаты получают при использовании цилиндров, так как все упражнения по определению различных показателей выполняются с ненарушенной почвой, находящейся в цилиндре. В этом случае также существенно уменьшается относительная ошибка измерений. Для определения объемной плотности – сложения ненарушенной почвы - в лабораторных условиях находят массу сырой и абсолютно сухой почвы, массу пустого цилиндра.
Ход работы:
1. Определить объем почвы в цилиндре (а); (Vs =πr2*h, см3 ).
2. Взвесить цилиндр с сырой почвой (б).
3. Высушить почву до абсолютно сухого состояния, не удаляя ее из цилиндра.
4. Взвесить высушенную почву на аналитических весах (в) и рассчитать влажность почвы, объемную массу почвы (dv, г/см3), используя следующее уравнение:
dv = (вs – а) / Vs
В случаях, когда требуется определить объемную массу единичных образцов и когда не предусматривается выполнение других анализов, то работу можно существенно упростить за счет отказа от высушивания до абсолютно сухого состояния всего объема почвы в цилиндре, а взять среднюю навеску из него, определить ее влажность и высушить до абсолютного состояния. Ход работы можно осуществить в следующей последовательности:
1. Определить объем почвы в цилиндре (а); (Vs =πr2*h, см3 ).
2. Взвесить цилиндр (а).
3. Взвесить цилиндр с сырой почвой (б).
4. Взять среднюю навеску влажной почвы из цилиндра.
5. Взвесить навеску сырой почвы (вs).
6. Высушить навеску почвы до абсолютно сухого состояния и взвесить (дs).
7. Взвесить высушенную почву на аналитических весах (в) и рассчитать влажность почвы, объемную массу почвы (dv, г/см3), используя следующее уравнения: влажность почвы - ws = (вs – дs)/вs, г,
объемная масса почвы - ds = (б – а - ws) / Vs
Форма записи данных анализа и расчетов в журнале:
|
Гори-зонт, слой, см |
№ цилин- дра |
Масса цилин- дра. г |
Масса цилин- дра с почвой, г |
Масса цилин- дра с сухой почвой, г |
Масса Воды в почве, г |
Масса сухой почвы, г |
Влаж- ность почвы от массы |
Объем цили ндра, см3
|
Плот ность сло жения
|
Сред- ня плот- ность
|
|
|
|
а |
б |
в |
б- в |
в - а |
W,% |
V,cm3 |
Ds |
dvcp |
Задание: Определите плотность сложения почв, находящихся в цилиндрах, выполнив действия, предусмотренные ходом работы. Рассчитайте величину пористости почв, используя данные по удельной массе твердой массы почв (ds) и объемной массы почв (dv) Дайте интерпретацию водно-физических свойств почвы, используя следующие справочные данные:
Таблица 1. Уровни плотности (объемной массы) и пористости (dv/ds)
почв и отдельных горизонтов
|
Характеристика почвы или горизонта |
dv |
dv/ds |
|
Часто обрабатываемая почва с высоким содержанием органики |
менее 1 |
0,6-0,7 |
|
Обрабатываемые почвы, но незаплывающие после осадков |
1,0 – 1,2 |
0.5-0,55 |
|
Уплотненные почвы и заплывающие после осадков |
1,3 – 1,4 |
0,4-0.5 |
|
Подпахотный горизонт обрабатываемых почв |
1,4 – 1,6 |
0,4– 0,45 |
|
Сильно уплотненные иллювиальные горизонты |
1,6 – 1,8 |
0,3-0,4 |
Таблица 2. Оптимальные уровни плотности (по А.Г. Бондареву, 1985)
|
Гранулометрический состав почвы |
Оптимальный уровень плотности |
|
Суглинистые и глинистые почвы |
1.00 – 1,30 |
|
Легкосуглинистые почвы |
1,10 – 1,40 |
|
Супесчаные почвы |
1,20 – 1,45 |
|
Песчаные почвы |
1,25 – 1,60 |
Работа 2. Определение удельной массы твердой фазы почвы
Грубозернистые горизонты почвы с высоким содержанием кварца имеют массу твердой фазы 2,3-2,6 г/см3, глинистые почвы – 1,8- 2.3, а торфяные почвы 1,6 г/см3. Поэтому почвы с высоким содержанием органического вещества отличаются меньшей плотностью твердой фазы. Например, мощные черноземы имеют удельную массу твердой фазы в пределах 2.1-2,4 г/см3.
Растворимые минеральные соли и карбонаты не относят к твердой фазе почвы. Поэтому при определении удельной массы засоленных почв (электропроводность почвенного раствора более 0.2 м.сим) и карбонатных почв рН >7,5) минеральные соли выщелачиваются, а карбонаты разрушаются слабой соляной кислотой и также выщелачиваются. Оставшаяся твердая фаза почвы используется для определения удельной массы конкретной почвы.
Самым распространенными методами определения удельной массы почвы являются различные модификации пикнометрического методы, позволяющие точно определить массу твердой фазы почвы и ее объем.
Необходимое оборудование: пикнометры, весы аналитические, мерные колбы, бюретки на 100 мл, воронки, фильтры, шпатели.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Агрофизические свойства почв каждой местности определяются природными свойствами и размером почвенных частиц, их взаимным расположением. Природа и свойства почвенных частиц и сформированных из них агрегатов предопределены как местными почвообразующими материнскими породами, так и гетерогенным материалом, привнесенным со стороны. Непрерывные процессы трансформации и перераспределения подвижных минеральных и органических веществ, которые происходят в почвах постоянно под влиянием природных сил и производственной деятельности человека, которые приводят к формированию специфичных горизонтов в почвенном профиле.
6 661 398 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Дмитренко Мария Степановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс повышения квалификации
180 ч.
Мини-курс
3 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.