СТРУКТУРА ПОЧВ.
Главная страница.
Разное.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика

СТРУКТУРА ПОЧВ.

Особенности взаимодействия с почвой ходовых систем сельскохозяйственных тракторов и машин обусловлены необычными условиями их работы, заключающимися в том, что опорная поверхность является сложнейшей биологической средой, обладающей бесценным свойством — плодородием, т. е. способностью давать урожай. Если не учитывать это обстоятельство и рассматривать почву как среду, обеспечивающую только реализацию тягового усилия трактора и функцию несущего основания, то последствиями такого подхода будут переуплотнение, разрушение структуры почвы, эрозия, ухудшение плодородия и снижение урожайности сельскохозяйственных культур.
Почва — продукт длительных и чрезвычайно сложных процессов, протекающих в природе на протяжении многих тысячелетий. Толщина слоя почвы составляет 20—50 см (в редких, наиболее благоприятных случаях достигает 1,5 м). Почва постоянно реагирует на изменение внешних условий: так, за время только одного дождя с распаханного поля может быть смыт слой почвы толщиной 5—10 см, для восстановления которого требуется около 1000 лет (по расчетам почвоведов, за 100—150 лет образуется слой почвы около 1 см).
Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной, и живой (почвенной фауны и флоры) частей. От соотношения этих частей зависит плодородие почвы и жизнедеятельность организмов в ней. Твердая часть почвы состоит из частиц разных размеров (мм).
В зависимости от количественного состава различных по раз¬мерам фракций изменяется не только минералогический состав почвы, но и ее химические и физико-механические свойства. Например, с дисперсностью связаны способность почвы адсорбировать питательные вещества, газы, пары воды, удерживать определенное количество воды в свободном состоянии. С дисперсностью связаны также комплексы тепловых и воздушных условий в почве. В зависимости от дисперсности образуется та или иная микро- и макроагрегатная структура почвы.
Структурный состав почвы характеризуется коэффициентом структурности К (%):
Установлено, что чем больше К, тем лучше структура почвы.
Факторы образования микро- и макроагрегатной структуры почвы следующие: 1) биогенные (корневая система растений и различные живые организмы); 2) климатогенные (увлажнение и высыхание, смена температур, замораживание и оттаивание почвы и другие); 3) деятельность человека, связанная с обработкой и другими видами воздействия на почву.
Корневая система растений является фактором повышения коэффициента структурности К. В ряде случаев влияние почвенной фауны и флоры (различных организмов) оказывается более результативным, чем работа рабочих органов сельскохозяйственных орудий, так как последние перерабатывают только пахотный слой, а микроорганизмы могут проникать за пределы этого слоя, иногда на глубину до 1 м и более.
Структурообразование почвы происходит также под влиянием объемных изменений в ней, вызываемых попеременным увлажнением и высыханием, промерзанием и оттаиванием. Морозная зима заметно улучшает структуру почвы: после обработки хорошо промерзшая почва содержит 52 % микроагрегатов оптимальных размеров и лишь 12 % крупных глыб, в то время как почва после мягкой зимы и обработки содержит только 33 % микроагрегатов оптимальных размеров и 29 % глыб.
Известно, что при определенной влажности любая почва приобретает особые свойства, при которых она «готова» к механической обработке. Состояние почвы, при котором механическая обработка наиболее эффективна, получило название физической спелости. При физической спелости почва лучше крошится, а для ее обработки требуются минимальные энергетические затраты.
Наиболее существенно структура почвы сказывается на ее плотности, а также на поровом пространстве, т. е. на объеме пор и распределении их по размерам.
Плотность почвы является существенной характеристикой, от которой зависит комплекс физических условий в почве: водный, воздушный и тепловой режимы, а следовательно, условия биологической деятельности. Поэтому в системе обработки почвы в нашей стране и за рубежом предусматривается прежде всего регулирование плотности почвы.
Установлено, что наивысшей урожайности растения достигают при оптимальной плотности, имеющей различное значение для разных почв и отличающейся от равновесной плотности (плотности естественного сложения) (табл. 1).
Таблица 1. Плотность (г/см3) почв по Б. А. Доспехову и А. И. Пупонину
На почвах легких по механическому составу значение оптимальной плотности выше оптимальной плотности суглинистых и глинистых почв.
Зависимость урожайности различных культур от плотности почвы показана на рис. 1; кривые построены по данным вегетационных опытов в сосудах. Например, при уплотнении тяжело-суглинистого чернозема (кривые 1 и 2) до плотности 1,5—1,6 г/см3 не происходит изменений механического и микроагрегатного состава почвы, удельное содержание гумуса и элементов питания при этом резко возрастает, однако урожайность снижается. Причинами этого являются разрушение макроструктуры, сниже¬ние общей пористости и коренное изменение соотношения между порами крупных и малых размеров.
Рис. 1.1. Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от плотности почвы (по И. Б. Ревуту):
1, 2 -* соответственно солома овса и овес на мощном тяжелосуглинистом черноземе; 3 — солома овса на каштановой глинистой почве; 4 — зеленая масса кукурузы на дерново-подзолистой суглинистой почве; 5 — овес на каштановой суглинистой почве; 6 — картофель на тяжелосуглинистой почве; 7 содержание крахмала в картофеле на тяжелосуглинистой почве; 8 — зеленая масса кукурузы на дерновоподзолистой супесчаной почве
Для почв одинакового механического состава повышенная плотность поразному влияет на урожайность одной и той же культуры. Например, иа супесчаной почве урожай зеленой массы кукуруэы (кривая 8) при плотности 1,45 г/см3 будет на 28 % выше, чем при плотности 1,1 г/см3. На суглинистой почве при плотности 1,45 г/см3 урожай зеленой массы кукурузы (кривая 4) на 30 % меньше урожая зеленой массы кукурузы на рыхлой почве.
В переуплотненных почвах возникает явление пространственной «тесноты». При этом вследствие возросшего сопротивления почвы ухудшается развитие растений. Например, клубни картофеля при плотности 1,4 г/см3 деформируются, что сказывается на снижении урожая и содержании крахмала (кривые 6 и 7). Уплотненная почва представляет собой значительное механическое препятствие для распространения корневых систем растений.
Вследствие высокой плотности корневая система растений (до 80 % и более) находится в верхних слоях почвы (7—10 см), что отрицательно влияет на протекание биологических процессов.
Приведенные данные показывают, что плотность почвы является важным фактором урожая. Можно создать высокий уровень плодородия с помощью минеральных и других удобрений, добиться нормальной водообеспеченности поля, но и в этих слу¬чаях чрезмерно высокая плотность не позволит получить высокий урожай. Для поддержания высокого уровня плодородия многих типов почв не следует допускать их переуплотнения, т. е. плотность почвы должна быть 1,25—1,35 г/см3.
Огромное значение для плодородия почв имеет пористость и состав почвенного воздуха. Как правило, часть пор занята водой и суммарный объем воздушных пор будет значительно меньше. Занятую часть воздухом объема влажной почвы называют воздухо- емкостью. Если общая пористость составляет 50 %, а занимаемый водой объем 18 %, то воздухоемкость составляет 32 % объема почвы. Соотношение между объемами, занятыми воздухом и водой в почве, является важнейшей характеристикой почвы.
Таким образом, плодородие целиком определяется физическими условиями в почве и зависит от плотности, которая в значительной степени определяет пористость, содержание влаги, размеры почвенных частиц и пор между ними, размеры микро- и макроагрегатов, количества живых организмов и микроорганизмов. Почва — это биологическая среда, к которой применимы термины «почва живет» и «почва дышит». Для того чтобы эти термины соответствовали действительности, отношение к почве должно быть бережным. При проектировании и эксплуатации сельскохозяйственных тракторов, машин и орудий необходимо руководствоваться принципом, что техника, предназначенная для работы в той или иной среде, должна иметь экологическую совместимость с этой средой.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.
КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ И ИХ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
СТРУКТУРА ПОЧВ.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ:
Сопротивление грунтов приложенным нагрузкам.
Сопротивление грунтов сжатию.
Сопротивление грунтов сдвигу.
Уплотнение почв.
Оценка уплотняемости почв.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТОВ.
Copyright © 2010-21.06.2018 by Егор Барабаш. Все права защищены. Разрешается републикация материалов сайта в Интернете с обязательным указанием ссылки на сайт kalxoz.ru