Почва. Свойства и состав почвы.
Практическое занятие
«Определение механического состава почвы»
Цель:
Научиться определять механический состав почвы лабораторными методами, а также по фигурам растрескивания.
Оборудование: почва, вода, колбы, весы, цилиндры емкостью 100см3 и 50 см3 , миллиметровая бумага, сито, химические реактивы, совок, учебная и методическая литература. Краткие теоретические сведения.
Состав почвы. М и н е р а л ь н а я ч а с т ь п о ч в ы .
Минеральная часть твердой фазы почвы представлена рыхлыми продуктами выветривания горных пород. Эти рыхлые отложения состоят из отдельных частиц различной величины и формы, которые называются механическими элементами или гранулами. Сходные по размеру гранулы объединяют в группы или фракции, среди которых выделяют: камни (> 3 мм), гравий (3-1 мм), песок (1,0-0,05мм), пыль (0,05-0,001 мм), ил (0,001- 0,0001мм) и коллоиды (< 0,0001мм). Частицы более 1 мм называют с к е л е т о м почвы, а менее 1 м м - м е л к о з е м о м . Необходимость в выделении подобных фракций объясняется тем, что они обладают весьма несходными свойствами, передавая эти свойства и почвам. Каменистая фракция характеризуется высокой воздухо- и водопроницаемостью, практически не обладает влагоемкостью, капиллярностью и связанностью, не способна удерживать в себе влагу и минеральные элементы пищи, но вызывает ускоренное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Напротив, илистая фракция, богатая питательными веществами и гумусом, обладает высокой влагоемкостью и поглотительной способностью, препятствует вымыванию минеральных элементов из почвы, но имеет низкую воздухо- и водопроницаемость и высокую капиллярность, связанность и липкость. Механический (гранулометрический) состав определяют по содержанию в почве каждой фракции отдельно, выраженной в процентах от общей массы абсолютно сухой почвы. Механический состав в значительной мере определяет многие агрономические свойства. Почвы песчаные и супесчаные легко впитывают влагу и пропускают воздух, но обычно мало содержат органического вещества и потому плохо удерживают воду и питательные вещества. Из-за низкой связности почвы такого механического состава легко поддаются обработке и с весны быстро прогреваются, за что и получили название легкие и (или) теплые. Почвы глинистые по механическому составу плохо и медленно впитывают влагу, которая застаивается на поверхности и приводит к образованию почвенной корки. Ввиду слабого газообмена в таких почвах приостанавливается жизнедеятельность аэробных бактерий, затрудняется снабжение корней растений кислородом, образуются вредные для растений закисные соединения алюминия и железа. Эти почвы сильно уплотняются, оказывают большое сопротивление почвообрабатывающим орудиям, а весной очень медленно прогреваются, что дало им название тяжелые и (или) холодные. В лаборатории определить содержание глины в почве можно следующим образом: почву просеять через сито, насыпать в мерный цилиндр емкостью 50 см3 и уплотнить до объема 5 см3 . В цилиндр налить 30 см3 воды и 5 см3 хлористого калия. Содержимое перемешать стеклянной палочкой и поставить на 30 минут для отстаивания. По объему приращения на 1 см3 сухой почвы в мерном цилиндре вычислить содержание глинистых частиц (смотри таблицу 1). Можно определить и содержание песка в почве. Насыпать в мерный цилиндр емкостью 100 см3 просеянную почву объемом 10 см3 . Налить воды до 100 см3 , размешать, затем дать отстояться до оседания песка на дно цилиндра. 10 Мутную воду (с частицами песка и пыли) осторожно слить. К осадку почвы снова долить воды до 100 см3 , перемешать, отстоять и слить. Все это повторять до полной прозрачности. По объему осевшего песка подсчитать его количество в %. (1 см3 песка принимают за 10%). Пользуясь результатами предыдущих анализов и таблицей 2 справочного материала, определяют характер почвы, т.е. механический состав почвы. В полевой обстановке нередко возникает необходимость определить хотя бы ориентировочно механический состав, не прибегая к использованию сложного оборудования. Положите на ладонь комочек почвы (не более 2-3 см в диаметре) и, слегка увлажнив и разминая его в течение 20-30 секунд, попытайтесь придать ему следующие формы. Если из почвы не удается образовать шарик, то эта почва по механическому составу песчаная (песок). В случае образования шарика попытайтесь раскатать его в шнур. Если в начале раскатывания образуются только мелкие комочки почвы в виде отдельных фрагментов шнура, то это супесь. Легкий суглинок удается раскатать в шнур, который однако весьма не прочен и легко распадается на части при его дальнейшем раскатывании. Если при раскатывании образуется толстый шнур и из него можно образовать кольцо, которое при этом дает трещины и изломы, то это средний суглинок. Тяжелый суглинок легче раскатывается в шнур, но на выкладываемом кольце появляются трещины. Если при раскатывании шарика образуется шнур и его можно сложить в гибкое без трещин кольцо, то это глинистая почва (глина).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание отчета.
1. Ответьте письменно на вопросы: 1) Чем представлена минеральная часть твердой фазы почвы? 2) Какие по механическому составу почвы считаются наиболее водо- и воздухопроницаемыми? 3) Как определить количество глины в почве? Какая почва содержит 90% глины? 4) Как определить количество песка в почве? В какой почве на 1 часть глины приходится 4 части песка? 5) Можно ли определить механический состав почвы в поле? Опишите, каким образом. 2. Сделайте вывод.
|
|
|
2. Таблица 1 Определение содержания глины в почве Приращение объема почвы, см3 Глина, % Приращение объема почвы, см3 Глина, % 4,00 3,75 3,50 3,25 3,00 2,75 2,50 2,25 2,00 90,7 85,08 79,36 73,67 67,01 62,86 56,67 51,01 45,36 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,12 39,63 34,00 29,34 22,67 17,00 11,33 5,66 2,72 Таблица 2 Виды почв Вид почвы Состав почвы (количество частей песка на одну часть глины) Глинистая Суглинистая тяжелая Суглинистая средняя Суглинистая легкая Супесчаная Песчаная 1-2 3 4 5-6 7-9 10-11 11 Практическая работа № 2 «Изучение свойств почвы» Свойства почвы Для того, чтобы правильно обрабатывать и использовать почву для выращивания сельскохозяйственных (далее - с.-х.) культур, а также эффективно использовать с.-х. технику с соблюдением природоохранных требований, следует знать, что представляет собой почва, как таковая, ее свойства и характеристики, влияющие на плодородие, т. е. повышение урожайности. Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки. Питательные свойства почвы во многом зависят от минералогического состава ее твердой составляющей, т. е. от первичных горных пород, из которых образована почва в данной местности, а также от количества в ней разложившейся органики - останков произраставших ранее растений и погибших животных. Оба эти фактора напрямую связаны с природно-климатическими условиями в регионе. Основные физические свойства почвы: - гранулометрический состав; - скважность (порозность, пористость); - плотность (объемная масса, или отношение массы образца к его объему); - влажность. Кроме основных свойств, почвы имеют дополнительные свойства: - твердость; - фрикционные свойства; - липкость; - удельное сопротивление почвы. Гранулометрический состав - относительное содержание в почве первичных элементарных частиц (механических элементов) различного размера, которые подразделяют на фракции: камни (крупнее 3 мм), гравий (1-3 мм), песок (0,05-1 мм), пыль (0,001-0,05 мм), ил (0,0001-0,001 мм) и коллоидные частицы (менее 0,0001 мм). В основе классификации почв по гранулометрическому составу положено условное разделение элементарных почвенных частиц на две основные фракции: физическую глину (размер частиц менее 0,01 мм), и физический песок (размер частиц более 0,01 мм). В зависимости от содержания физической глины все виды почвы подразделяют на: - глинистые (содержание физической глины более 50 %); - суглинистые (содержание физической глины от 20 до 50 %); - супесчаные (содержание физической глины от 10 до 20 %); - песчаные (содержание физической глины менее 10%). Глинистые почвы хороши для питания растений, но очень тяжелы в обработке, особенно во влажном состоянии. Органика в них разлагается медленно. Глинистые почвы называют тяжелыми почвами. Песчаные почвы бедны элементами питания растений, плохо удерживают влагу, но очень легки в с.-х. обработке, поэтому их и называют легкими почвами. Органика в легких почвах разлагается быстро. Наиболее удобными для выращивания с.-х. культур считаются суглинистые и супесчаные почвы, поскольку они легки в обработке, содержат достаточно большое количество питательных веществ, неплохо удерживают влагу, т. е. обладают хорошим плодородием. Еще одно важное качество почвы - структурность.
Различают песчаные бесструктурные почвы, глинистые почвы со сплошной структурой и почвы с агрегатной структурой, т. е. состоящие из почвенных комочков, образованных склеиванием мелких частиц и элементов. Структурные агрегатные почвы (с максимальным содержанием комочков величиной 0,25 - 7 мм) считаются наиболее благоприятными для с.-х. земледелия, поскольку обеспечивают хорошее питание, воздушный и водный режимы растениям. Скважность почвы (пористость, порозность) – отношение объема пустот в образце почвы к общему объему этого образца и выражается в процентах. Скважность почвы зависит от размеров 12 почвенных частиц, и составляет для песчаных и супесчаных почв - 40-50%, для глинистых и суглинистых почв - 50-60 %, для торфяников - 80-90 %. Плотность почвы - отношение массы почвенного образца к его объему, причем образец берется без нарушения естественного сложения почвы (без разрыхления, уплотнения и т. п. ). Плотность почвы напрямую зависит от ее гранулометрического состава и скважности. Чем пористей и рыхлей почва - тем выше ее плодородные свойства и ниже плотность. Обычно плотность различных почв варьирует в пределах от 0,9 до 1,8 г/см3. Для разных видов с.-х. культур существует наиболее оптимальная плотность почв, например: - зерновые колосовые культуры - 1,1 - 1,3 г/см3; - картофель и подсолнечник - 1,0 - 1,2 г/см3; - сахарная свекла - 1,1 - 1,5 г/см3 и т. д. Влажность почвы - характеризуется наличием в ее составе воды, как в связанном, так и в свободном состоянии. На технологические свойства почвы (в т. ч. липкость, пластичность) влияет только свободная вода, доступная корням растений. При оптимальном количестве влаги в почве она легко крошится на частицы, и для ее обработки необходим минимум затрат энергии. Такое состояние почвы называют ее физической спелостью. Влажность почвы оценивают по абсолютной составляющей и относительной составляющей. Абсолютная влажность - соотношение между сухой составляющей почвы и влагой, содержащейся в ней (в %). Относительная влажность - соотношение между абсолютной влажностью образца почвы и максимальной влагоемкостью этого образца, т. е. до предела насыщенного водой (в %). Физическая спелость почвы наступает при абсолютной влажности 15-30 % и относительной влажности - 40-70 %. Твердость почвы - ее способность сопротивляться смятию. Обычно твердость измеряют специальным прибором - твердомером, имеющим плунжер-конус, вдавливаемый в образец почвы. Полученный отпечаток измеряют и по формулам определяют твердость образца в н/см2. Фрикционные свойства почвы - качественная характеристика, выражающаяся в трении почвы о поверхность рабочих органов машин при обработке или внутреннем трении между слоями почвы. Липкость почвы - способность частиц почвы склеиваться и прилипать к различным предметам, в т. ч. и к рабочим органам машин. Липкость, в основном, зависит от гранулометрического состава почвы и ее влажности, а также материала рабочего органа машины. Повышенная липкость существенно снижает качество обработки почвы и повышает тяговое усилие при обработке, что сказывается на повышении затрат. Удельное сопротивление почвы - усилие, необходимое для обработки (например, вспашки) единицы площади поперечного сечения пласта. По затрачиваемому усилию почвы подразделяют на тяжелые, среднетяжелые, средние и легкие. В лабораторных условиях определяют влажность почвы так: Отвесить 5г почвы, положить на металлическую подставку на штативе, обложить кусочками сухого горючего и зажечь его. После сгорания горючего ссыпать почву в совок и взвесить. Затем по разности веса определить влажность почвы. Например: взяли почвы 5г, после просушки осталось 3г. Значит, 5г – 3г = 2г Составляем пропорцию: 5 – 100% 2 – х % 2 * 100 К = --------- = 40% влажность почвы. 5 Также можно определить и реакцию почвенного раствора. Пипеткой (или шприцем) взять 5см3 водной вытяжки почвы и поместить ее в пробирку. Сюда же налить 0,3 см3 комбинированного индикатора. Перемешать стеклянной палочкой до получения устойчивой окраски. После этого определить рН почвенного раствора путем сопоставления его окраски с окраской эталонов стандартной шкалы, для чего вынимают из штатива этот и два соседних с ним близких по цвету эталона и сравнивают 13 их окраску, приблизив к белому листу бумаги. Сравнивая величину рН с таблицей 3, определяют группы почв. П о ч в е н н ы й в о з д у х . Газообразная фаза почвы формируется как газовыми компонентами атмосферного воздуха, так и газообразными продуктами, образуемыми и выделяемыми почвой и ее живыми организмами. Малое количество крупных пор и преобладание капиллярных промежутков резко замедляет проникновение в глубь почвы выпадающих летних осадков, которые или застаиваются на поверхности поля, вызывая гибель растений от кислородного голодания корневой системы, или же стекают в овраги и ручьи, безвозмездно теряясь для растений. Чтобы избежать подобных быстро наступающих негативных последствий, на этих почвах необходимо с весны создавать и позднее поддерживать строение пахотного слоя почвы с таким ориентировочным соотношением в % твердой фазы, некапиллярной и капиллярной пористости как 40 (45): 32 (30) : 28 (25). Таким образом, создавая и поддерживая благоприятное строение пахотного слоя можно значительно повысить плодородие почвы путем целенаправленного улучшения водного и воздушного режимов почвы.
Содержание отчета.
3. Ответьте письменно на вопросы:
1) Опишите свойства почвы 2) Опишите последовательность определения влажности почвы. Какое значение имеет влажность почвы при ее обработке? 3) Чем представлена газообразная фаза почвы? Может ли человек изменить количество и размер пор в почве? Назовите известные вам способы.
4. Сделайте вывод.
3. Законспектировать в тетради и предоставить отчет преподавателю.
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 293; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!