Агрономическое значение структуры.

Оценка структуры определяется её размером, пористостью, механической прочностью и водопрочностью.

Агрономически ценные – агрегаты размером 10 – 0,25 мм, обладающие активной пористостью (>45%), и водопрочностью.

Водопрочность – способность почвы противостоять размывающему действию воды. При отсутствии этого показателя структурные отдельности быстро разрушаются при выпадение дождей или орошении и почва становится бесструктурной. Во влажном состоянии такая почва заплывает, при подсыхании образуется корка.

При наличии агрономически ценной структуры в почве создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами (комками) преобладают некапиллярные поры, а внутри агрегатов – капиллярные.

В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно, поэтому в ней образуются в основном капиллярные поры.

Структурные почвы, благодаря наличию некапиллярных пор хорошо впитывают влагу, которая по мере движения рассасывается комками, промежутки между комками заполняются воздухом. Такая почва легко поглощает воду, а наличие некапиллярных пор предохраняет почву от испарения влаги с поверхности. Таким образом, в структурной почве одновременно создаются условия для обеспечения растений влагой и воздухом.

Бесструктурной почвой вода поглощается медленно, значительная часть её теряется вследствие поверхностного стока. Сплошные капилляры вызывают большие потери влаги от испарения. В такой почве наблюдается два крайних состояния увлажнения: избыточное или недостаточное. При избыточном увлажнении все промежутки заполнены водой и воздух отсутствует, при недостаточном увлажнении – дефицит влаги.

Общие физические свойства почв.

К общим физическим свойствам относятся плотность сложения почвы, плотность твердой фазы и пористость.

Плотность сложения почвы (объемная масса) – масса абсолютно сухой почвы в единице объема, взятой в естественном сложении. Выражается в г/см³.

Для определения плотности в полевых условиях отбирают с помощью бура почвенный образец, высушивают, взвешивают и зная объем бура рассчитывают

Плотность почв изменяется в широких пределах: у минеральных 0,9 – 1,8 г/см³, торфяных 0,2 – 0,4 г/см³. На величину плотности влияют минералогический и гранулометрический состав почв, содержание в них органического вещества, структурности и обработка.

Наиболее рыхлой почва бывает короткий период после обработки, а затем начинается её уплотнение и почва достигает определенной плотности, которая затем мало изменяется. Это равновесная плотность.

В верхних горизонтах черноземов плотность 1,0 – 1,2 г/см³, а в нижних – 1,3 – 1,7 г/см³. Под влиянием обработки верхние горизонты почв более рыхлые. Для большинства сельскохозяйственных культур величина плотности на суглинистых и глинистых почвах 1,1 – 1,2 г/см³. Дальнейшее её увеличение снижает урожайность. Так, на суглинистых черноземах при плотности 1,5 г/см³получен урожай овса в 3,7 раза меньше, чем при 1,1 г/см³.

Оценка плотности суглинистых и глинистых почв проводится по Качинскому: если плотность <1,0 г/см³, то почва излишне вспушена или богата органическим веществом; 1,0 – 1,1 г/см³ – типичная величина для культурной или свежевспаханной пашни; 1,2 г/см³ – пашня уплотнена; 1,3 – 1,4 – пашня сильно уплотнена; 1,4 – 1,6 –подпахотные горизонты (кроме черноземов); 1,6 – 1,8 – сильно уплотненные иллювиальные горизонты.

Плотность твердой фазы (удельная масса) Почва как физическое тело состоит из трех фаз: жидкой, твердой, газообразной. Твердая фаза представлена минеральными и органическими веществами, жидкая – водой с растворенными в ней соединениями (почвенный раствор), а газообразная – почвенным воздухом.

Плотностью твердой фазы называют отношение массы её твердой фазы к массе воды равного объема при 4⁰С. Её определяют в лабораторных условиях с помощью мерной колбы – пикнометра.

Величина плотности твердой фазы почвы зависит от природы минералов и количества органического вещества. Она изменяется от2,4 до 2,8 г/см³, а для органических почв (торфяников) – 1,4 – 1,8 г/см³. Некоторые скелетные почвы имеют плотность твердой фазы 3,0 г/см³.

Пористость почвы (скважность, порозность). Между механическими элементами и агрегатами в почве имеются промежутки- поры. В них размещаются вода, воздух, микроорганизмы, корни растений. Объем пор в почве, их размер зависят от механического состава и структуры. Количество пор, их соотношение по размеру определяют водно–воздушные свойства.

Пористость – суммарный объем пор и пустот в почве в единице объема. Выражается в процентах.

Р_общ. Р _общ. = ( 1 - ) * 100%

d_v – плотность сложения

d – плотность твердой фазы.

В разных горизонтах минеральных почв пористость изменяется от 25 до 80%, в гумусовых горизонтах обычно 50%, а для болотных почв – 80%.

Общая пористость подразделяется на капиллярную и не капиллярную (пористость аэрации). Капиллярная пористость равна объему капиллярных пор, некапиллярная – объёму крупных пор. Их сумма составляет общую пористость. Крупные некапиллярные поры обычно заняты почвенным воздухом. Вода в них находится под действием гравитационных сил и не удерживается. В капилляр-ных порах размещается вода, удерживаемая менисковыми силами.

Пористость аэрации – это часть общей пористости почвы, заполненная воздухом. Она равна разности между объемом общей пористости и объемом воды, которая содержится в м почве в момент определения. Пористость аэрации вычисляют на основании данных общей пористости, влажности и плотности почвы и выражают в процентах по отношению к объему почвы.

Сначала вычисляют объем пор, занятых водой (P_w), то есть устанавливают содержание воды в объемных процентах. Эту величину определяют по формуле

P_w = d_v * W

% г/см³ %

Зная объем пор, занятых водой, вычисляют пористость аэрации

Р_аэр = Р _общ - Р_w

Самые благоприятные условия увлажнения и воздухообес -печенности складываются в почвах при соотношении капилляр – ной и некапиллярной пористости 1 / 1.

По Качинскому пористость подразделяют на общую, порис - тость агрегатов, межагрегатную капиллярную, поры аэрации поры, заполненные прочносвязанной водой.