uchebnik13

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемое учебное пособие предназначается для CTyдeH~ тов университетов при ПРОХОR{дении курса почвоведения, физи­

ки и мелиорации почв и грунтов.

В настоящее время назрела необходимость в учебном пособии

по определению физических свойств почв и грунтов, отражаю­ щем последние научные исследования советских и зарубежных

ученых, так как отсутствие подобного руководства осложняет учебный процесс, создает разнобой в методике исследования

одного и того же своиства почвы, а это весьма затрудняет оцен­ ку и использование научных данных для теоретических обобще­ ний и практических рекомендации в целях дальнейшего разви­ тия сельскохозяйственного производства. В пособии рассматри­ вается ряд методик, разработанных лабораторией физики почв Московского государственного университета им. М. В. Ломоно­

сова, возглавляемой профессором Н. А. Качинским. Многие ме­ тоды и приборы лаборатории получили всеобщее признание

ишироко применяются в практике почвенных исследований.

Вкниге приводятся методические работы физико-агрономи­

ческого Института ВАСХНИЛ, Института почвоведения Акаде­

мии наук СССР и других научных учреждений Советского Сою­ за, а также данные зарубежных учебных пособий по физике почв 11 материалы, опубликованные в периодических изданиях

последних лет.

Учебное пособие состоит из 10 глав и приложения. Главы [, lV, V, VI, \7111, IX и приложение написаны А. Ф. Вадюниной; П, III, VII и Х - З. А. Корчагиной.

Деление на главы произведено по основным физическим свой­

ствам почвы. В каждой главе дается краткая характеристика изучаемого свойства почвы, описываются методы определения этого свойства в поле и лаборатории, особо подчеркивается

практическое значение полученных данных. В случае наличия

ВВЕДЕНИЕ

Учение о физических свойствах и режимах почвы J<8J{ есте­

ственноисторического тела называют физикой почвы. Изучение

физики ПОЧВЫ включает в себя:

1) изучение почвенной массы - ее веса, дисперсного и струк­ турного состояния, а также строения почвы; 2) изучение воздуш­ ных свойств и режима почвенного воздуха; 3) изучение водных свойств почвы и водного режима; 4) изучение тепловых свойств

и режима почвы; 5) изучение физико-механических свойств поч­

вы; 6) изучение электрических и радиоактивных свойств почвы

(описание этих свойств дано в главе V в связи с использованием их для определения влажности почв и грунтов).

Знание физических свойств почвы необходимо для успеш­

ного выращивания сельскохозяйственных растений, а также для

изучения генезиса почв. Наиболее тесный J<OHTaKT физика поч­ вы как наука имеет с земледелием и мелиорацией, основной за­

дачей которых является временное и коренное улучшение, глав­

ным образом, физических свойств почвы для практических целей

сельскохозяйственного производства. Так, при разработке агро­

техники различных культур по зонам основными ПQказателями

являются физичеСJше свойства почв данной зоны. В зоне недо­

статочного увлажнения ПО.'lOжительную оценку получают те

приеыы, которые будут способствовать накоплению и сохране­

нию влаги в почве, и, наоборот, в условиях избыточного увлаж­

нения мелиоративные и агротехнические мероприятия должны

быть направлены в сторону уменьшения влажности почвы,

увеличения ее аэрации.

Оптимальными физическими свойствами и режимами (вод­

ным, воздушным и тепловым) следует считать такие, при кото­

рых можно получить максимальный урожай культивируемого растения на данной почве при полной обеспеченности ее элемен­

тами пищи.

В практике сельского хозяйства часто недооценивают важ-

5

2) Плотность; определяют прибором Качинского или прибо­ ром другой конструкции; контроль десятикратный.

больших. Водопроницаемость на поверхности почвы опреде­ ляют методом малых заливаемых площадей около основного

разреза; контроль определения тройной.

4) Влажность почвы; до глубины 2 м определяют попутно с определением удельного веса скелета почвы. С 2 м пробы на

влажность берут в дне разреза буром через каждые 10 см до глу­

бины грунтовых вод или, при глубоком их залегании, до 5 - 10 ом глубины. После взятия буром пробы в образце опреде­

.(яют на ощупь влажность и механический состав, отмечают на­ личие новообразований и включений, на основании чего состав­

JIЯЮТ характеристику материнской и подстилающей породы.

5) Влагоемкость почвы; определяют на площадках после оп­ ределения водопроницаемости. Для предохранения от испаре­

ному слою почвы и на 20 см ниже видимой границы смоченности. 6) Профиль смоченности почвы; определяют зарисовкой в траншее, заложенной через центр всех рам до глубины прома­

чивания.

7) Испарение влаги из почвы; определяют с помощью испа­ рителей или по режиму влажности почвы, для чего закладывают специальные площадки. Испарение изучается в стационарных

или полустационарных условиях.

8) Измерение температуры почвы; до глубины 20 см произ­

водят термометрами Савинова, на поверхности почвы - сроч­

ным, максимальным и минимальным термометрами. Весьма же­

.тIательно определять температуры при изучении испарения, устанавливая один комплект термометров на площадке искус­

ственно увлажненной, второй - на площадке с естественной

влажностью.

Для изучения почвы в лаборатории необходимо правильно

взять образцы в поле. Образцы для определения механического

вывают для доставки в лабораторию.

Образцы для микроскопического изучения структуры и по­

розности почвы В поле парафинируют: 3 контрольных образца

размером 5х5х5 см опускают в чашку с расплавленным па­ рафином, после охлаждения упаковывают и доставляют в лабо­

раторию.

Для определения удельного веса твердой фазы почвы в лабо-

7

ГЛАВА 1

МЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ

Твердая фаза почвы и грунта состоит из минеральных, орга­

но-минеральных и органических частиц размером от молекуляр­

ных, коллоидальных величин до грубых дисперсий - ила, пыли,

песка и камней, поэтому почва считается полидисперсной систе­

мой. д.'Iя изучения почвы прежде всего необходимо определение

размеров, составляющих почву частиц и содержания частиц раз­

ных размеров в ней. Количественное определение в почве содер­

жания элементарных механических частиц составляет главную

задачу механического анализа 1.

Механический состав почв является важной генетической

и агрономической характеристикой почвы. При вырабо.тке гене­

тической классификации почв выделяются виды и разновидно­

сти изучаемого почвенного типа по механическому составу. Пло­

дородие в значительной степени связано с механическим соста­

вом почв. Известно, например, чТо песчаные и супесчаные почвы бедны элементами пищи для растений; глинистые и суглинистые

почвы содержат их в достаточном количестве.

От механического состава почв зависят почти все физические

свойства почв: порозность, влагоемкость, водопроницаемоqть, во­

доподъемная способность, воздушный и тепловой режимы и др.

Эти свойства в значительной мере определяют рост, развитие

и урожай сельскохозяйственных культур.

От механического состава зависят также и технологические

1 Термин «механический» не отвечает понятию «Дllсперсное состояние ве·

щества» и может иметь скорее отношеНие только к технике производства дис·

llеРСИОIllЮГО dнализа, тогда как гранулометрический означает granulum- зернышко, metria - измерение 11, следовательно, В большей мере соответствует указанному понятию. Однако термин «механический анализ» имеет более ши­

рокое распростраиение

9

"войства почвы: твердость, прилипание к почвообрабатывающим

орудиям, крошение пласта при вспашке, а следовательно, каче­

ство вспашки и пашни, удельное сопротивление почвы при об­

работке.

Наличие глинистых частиц в почвах и грунтах придает им П."IЭСТИЧНОСТЬ, имеющую большое значение при обработке почв,

при использовании грунтов в гончарном производстве, в формо­

вочных цехах и т. д.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЧВЫ

Для правильного проведения механического анализа важно знание основных классификаций механических элементов почвы.

Гранулой, или элементарной почвенной частицей. называют обособленную минеральную, органо-минеральную или органи­

ческую частицу кристаллического или амфорного строения, все

молекулы которой находятся в химической взаимосвязи. Разли­

чают первичные механические элементарные частицы, которые

образуются в процессе выветривания, дробления горных пород и минералов (под влиянием физических атмосферных факто­ ров - температуры, ветра и водных потоков), и вторичные ча­ cTицы' образующиеся путем синтеза конечных продуктов вывет­

ривания молекулярного и коллоида.'1ЬНОГО размеров, коагуляции,

а также биологическим путем в результате жизнедеятельности

высших и низших растении.

ИЗ первичных частиц обычно состоят крупные фракции, из вторичных - мелкие: глинистые и иловатые. Исследованиями

ученых (К Д. Глинка, А. А. Аттерберг, А. А. Роде, Мазуренко, Г. Дикий, С. С. Морозов, П. Ф. Мельников, Е. И. Кочерина и др.)

установлено, что частицы разного размера имеют различный хи­ мико-минералогический состав и различные физические свойства. Это обстоятельство и легло в основу классификации частиц.

Вопросами классификации механических элементов занима­

J1ИСЬ многие ученые: Кноп, Осборн, А. А. Атерберг, А. Н. Саба­

нин, В. Р. Вильямс, В. Т. Глушков, В. В. Охотин, Н. А. Качин­

ский и др. А. А. Аттерберг на основании изучения свойств эле­

ментарных частиц различного размера установил, что частицы

диаметром 0,2 ММ обладают хорошей водопроницаемостью. Под­

нятие воды по капиллярам в них осу ществляется быстро, но на

:\iалую высоту. Частицы раЗfviером от 0.2 до 0,02 ММ обеспечи­

вают хорош;, ю водопроницаемость и водоподъемную способ­

ность почвы; частицы 0,02-0,002 .ММ слабо водопроницаемы, воду поднимают высоко, но очень медленно. Наихудшую водо­ проницаемость и самый медленный капиллярный подъем имеют

подвержены броуновскому движению. С 1930 г. выводы Аттер-

10