Раздел 3. Агрофизические свойства почвы

3. 1. Определение строения пахотного слоя

Строением почвы называется соотношение твёрдой, жидкой и газообразной фаз почвы. Почвенные поры, в зависимости от величины почвенных частиц и комков, их взаимного расположения, могут иметь различные размеры и формы. Соответственно с этим изменяется и строение почвы – рыхлое или плотное.

Показателями строения пахотного слоя почвы являются: плотность сложение почвы, общая пористость, аэрация, соотношение капиллярной и некапиллярной пористости.

Оптимальные условия водного, воздушного и теплового режимов создаются в дерново-подзолистой почве, когда твёрдая часть занимает 35 – 15% всего объёма, величина общей пористости составляет 55 – 65% при соотношении капиллярной и некапиллярной пористости 3:2. Для почв лёгкого гранулометрического состава в районах достаточного увлажнения оптимальное соотношение между капиллярной и некапиллярной пористостью – 50:50%. Общая пористость принимается за 100%. При уплотнении почвы с уменьшением общей пористости резко уменьшается некапиллярная пористость и возрастает капиллярная.

Определение строения пахотного слоя почвы методом насыщения в цилиндрах

Принцип метода определения строения пахотного слоя состоит в капиллярном насыщении водой образца почвы с ненарушенным строением. Для отбора проб почвы используют металлические цилиндры («патроны») различных размеров (табл. 16). Чтобы при отборе проб почва оставалась в ненарушенном состоянии, диаметр режущей части цилиндра должен быть несколько меньше диаметра самого цилиндра.

Цилиндры нумеруют и устанавливают массу каждого с крышкой, измеряется диаметр режущей части и высота. Объём образца почвы в цилиндре рассчитывают по формуле (4)

Таблица 16. – Размеры цилиндров

Высота цилиндра, мм	Диаметр, см		Объём цилиндра, см3
	режущей части	цилиндра
50	5,05	6,25	100
100	3,57	4,77
50	7,18	8,23	200
100	5,05	6,25
50	11,29	12,49	500
100	7,98	9,18
50	15,96	17,16	1000
100	11,29	12,49

1. Порядок расчёта строения пахотного слоя почвы можно представить следующим образом (табл. 17). Объём образца почвы в цилиндре (V):

(4)

2. Капиллярная влагоёмкость почвы (влажность почвы после капиллярного насыщения) ( ):

(5)

3. Масса абсолютно сухой почвы в цилиндре ( ):

(6)

4. Объём капиллярных пор (V₃) равен массе воды в почве после её капиллярного насыщения (V₃ = В₄), так как масса 1 см³ воды при 4⁰С равна 1 г:

V₃ = В₄ = В₂ – В₃ – В = 1495 – 654,5 – 595 = 245,5 см³ (7)

или в процентах к объёму почвы:

(8)

Таблица 17. - Показатели строения пахотного слоя почвы

№ п/п	Показатель	Слой почвы, см
		0 – 10	10 – 20	20 – 30
1	Номер цилиндра	122	52	99
2	Масса пустого цилиндра (В), г	595	570	590
3	Глубина взятия образца (Н), см	10	10	10
4	Диаметр цилиндра (D), см	8,4	8,4	8,4
5	Объем образца почвы в цилиндре (V), см3	554	554	554
6	Масса цилиндра с почвой до насыщения (В1), г	1278	1384	1454
7	То же после насыщения (В2), г	1495	1600	1634
8	Номер бюкса	28	16	11
9	Масса бюкса (b1), г	24,1	32,4	26,0
10	Масса бюкса с почвой до сушки (b2), г	42,8	64,8	49,3
11	Масса бюкса с почвой после сушки (b3), г	37,7	57,4	44,1
12	Капиллярная влагоёмкость (Wk), %	37,5
13	Масса абсолютно сухой почвы в цилиндре (В3), г	654,5
14	Масса воды в образце после насыщения (В4), г	245,5	291,4	302,7
15	Плотность твёрдой фазы почвы (d), г/см3	2,65	2,65	2,65
16	Объём твёрдой фазы почвы (V1), %	44,6
17	Пористость общая (V2), %	55,4
18	Пористость капиллярная (V3), %	44,3
19	Пористость некапиллярная (V4), %	11,1
20	Плотность сложения почвы (d0), г/см3	1,18
21	Влажность почвы (W), %	4,4
22	Степень аэрации почвы (Vа), %	90,7
23	Степень насыщения почвы водой (Vв), %	9,3
24	Общий запас воды в изучаемом слое почвы (Wо), м3/га	52

5. Объём твёрдой фазы V₁:

(9)

или в процентах к объёму почвы:

(10)

6. Пористость общая V₂:

(11)

или в процентах к объёму почвы:

(12)

или

(13)

7. Пористость некапиллярная V₄:

(14)

или

(15)

8. Плотность почвы d₀:

(16)

9. Влажность почвы W:

(17)

10. Степень аэрации почвы V_а:

(18)

11. Степень насыщения почвы водой V_в:

(19)

или

(20)

12. Общий запас воды в изучаемом слое почвы W_о:

или 52 м³/га (21)