Пример решения задач

Пример 4. Радиус зоны истощения запасов фосфата вокруг корня растения увеличивается примерно пропорционально корню квадратному от времени: г = 0,32 t¹/², где t – время, сут. Исходя из этого уравнения рассчитайте время, необходимое для развития зоны истощения радиусом 2 мм.

Решение. Из формулы, приведенной в условии задачи, следует:

t = (r/0,32)²,

где 0,32 – эмпирический коэффициент, мм/сут¹/²;

t = (2/0,32)² = 39(сут).

Ответ: время, необходимое для развития зоны истощения 2 мм, со­ставляет 39 сут.

4. Механический состав почв

Одним из главных признаков, определяющих многие свойства почв, является их механический состав. В связи с особой важностью этого свойства почв для производственных и сельскохозяйственных целей полное наименование почвы всегда содержит в себе и название по механическому составу. Достаточно точно механический состав почв можно установить даже в полевых условиях по методу Н. А. Качинского.

Для этого почвенную массу увлажняют до тестообразного состояния и пробуют на ладони скатывать шарики или шнур, который имеет толщину 3 мм в диаметре, а при последующем его сгибании должно получиться колечко диаметром 3 см. В случае, если шарик не скатывается, почва - песчаная. Если скатывается в непрочный шарик, который при сдавливании между пальцами сформируется в чечевицеобразные лепешки, почва супесчаная. Скатываются ко­роткие неравномерно утолщенные колбаски, которые трескаются и ломаются при сгибании, кольцо не получается, – почва среднесуглинистая. Скатывается шнур, сгибающийся в кольцо, на внешней части которого появляются трещинки, – почва тяжелосуглинистая. Легко скатывается шнур, сгибающийся в кольцо без трещин, – почва глинистая.

Твердая фаза почв неоднородна и состоит из агрегатов или структурных частей, которые представляют собой совокупность механических элементов.

Все механические элементы почвы образовались в результате процессов выветривания горных пород и почвообразования. Различают первичные механические элементарные частицы почвы, которые образуются в процессе физического выветривания горных пород и минералов, и вторичные, образующиеся путем синтеза конечных продуктов выветривания, процессов коагуляции и биохимическим путем. Обычно механические элементы почв разделяют по их размерам в соответствии с классификацией, разработанной Н. А. Качинским (таблица 4). Все частицы диаметром более 1 мм часто называются скелетной частью почвы, менее 1 мм – мелкоземом. Деление частиц на физический песок (частицы крупнее 0,01 мм) и физическую глину (частицы менее 0,01 мм), введенное еще в 1899 г., широко используется и в настоящее время. Механический состав почв оказывает значительное влияние на влагоемкость и водопроницаемость почв.

Под влагоемкостью почвы понимают способность почвы удерживать влагу, поступающую извне. Различают капиллярную, полевую и полную влагоемкость. Капиллярная влагоемкость – это запас влаги, удерживаемой над уровнем грунтовых вод капиллярными силами. Полевая влагоемкость – это количество влаги, которое почва в естественных условиях способна длительно удерживать. Полной влагоемкостью называется количество влаги, удерживаемое почвой, когда все поры ее полностью насыщены водой и отток ее отсутствует.

Таблица 4. Классификация механических элементов почвы (по Н. А. Качинскому)

Механические элементы	Размер частицы, мм
Каменистая часть почвы	> 3
Гравий	3-1
Песок крупный	10,5
Песок средний	0,5-0,25
Песок мелкий	0,25 -0,05
Пыль крупная	0,05-0,01
Пыль средняя	0,01-0,005
Пыль мелкая	0,005-0,001
Ил	< 0,001
Ил глинистый	0,001-0,0005
Ил коллоидный	0,0005-0,0001
Коллоиды	< 0,0001
Физический песок	> 0,01
Физическая глина	< 0,01

Под водопроницаемостью почв понимают их способность впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности. При хорошей водопроницаемости (100-70 мм в первый час наблюдения при напоре воды 5 см и температуре 10°С) влага полностью проникает в почву, накапливаясь в ней. При меньшей водопроницаемости вода стекает по поверхности, вызывая эрозию.

Каменистая часть почвы и гравий представлены преимущественно обломками минералов и горных пород. Эти механические элементы обладают наибольшей водопроницаемостью, но ничтожно малой водоудерживающей способностью. Пески состоят, главным образом, из первичных минералов с преобладанием обломков кварца. Покровные пески характеризуются большой водопроницаемостью. По сравнению со скелетной частью почвы песчаная фракция механических элементов обладает в 2-5 раз большей влагоемкостью. Пыль также состоит из большого количества обломков кварца и других первичных минералов. В связи с этим почвы, в которых преобладает средняя и мелкая пыль, малоструктурны, обладают плохой водопроницаемостью.

Ил состоит из вторичных (глинистых) минералов, количество которых преобладает над первичными минералами. Илистая фракция обладает минимальной водопроницаемостью, но максимальной влагоемкостью.