Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Почвоведение. Учебное пособие-1
.pdf
где W
61
– влажность почвы в % к массе сухой почвы (дается пре-
вес
подавателем);
dv – объемная масса почвы г/см3;
h – толщина слоя почвы, см.
Запас почвенной влаги в мм водного слоя подсчитывается по формуле:
P
общ
= W
∙h/10, мм/га
вес∙dv
Задание 2. Формы воды в почве и степень доступности их для растений.
Влага в почве имеет различную подвижность и доступность для растений.
Исходя из этого, в почве выделяют несколько форм влаги: 1. Химически связанная и кристаллизацнонная - это вода, водящая в состав молекул минералов и
кристаллическях веществ (СаSO4∙2Н2O), АI(ОH)3 и т. д. из почвы она извлекается только прокаливанием. Для растений не доступна.
1. Сорбированная - удерживается на поверхности частиц сорбцион-
ными силами. Имеет два вида: гигроскопическую и пленочную. Гигроскопическая влага - парообразная, поглощенная частицами твердой фазы из воздуха.
Она покрывает частицы почвы в виде тонкой пленки, слоем в 2-3 молекулы, и
прочно удерживается. Растениям не доступна. Если слой молекул вокруг частиц
почвы превысит 2-3 молекулы и достигнет несколько десятков молекул, то эта
сорбированная влага будет называться пленочной. По сравнению с гигроскопической эта влага более рыхло связанна и частично доступна для растений. Движение частиц здесь идет от частиц с большей толщиной водной пленки к частицам с меньшей толщиной водной пленки. Механизм передвижения называется
пленочным.
2. Капиллярная вода - это свободная почвенная влага, находящаяся в
тонких порах (капилярах ) почвы, она удерживается и передвигается под влиянием капиллярных (менисковых) сил, от более влажных участков к менее
увлажненным.Эта форма воды доступна растениям и является основным источником снабжения их влагой.
3. Гравитациоиная вода - свободная почвенная влага, заполняет в
почве крупные капилляры и поры, передвигается под влиянием силы тяжести,
просачиваясь в водоносные горизонты. Эта форма воды доступна растениям, но
в снабжении их водой участия принимает мало из-за быстрого просачивания
или перехода в другие формы.
4. Грунтовая вода - влага водоносного слоя почвы, лежащего ниже
почвенной толщи, удерживаемая слоем водоупора. Использование этой формы
растениями возможно, но при ее близком залегании и поднятии до корнеобитаемого слоя.
5. Парообразная вода - влага, содержащаяся в почвенном воздухе в
незначительном количестве. Она недоступна для растений, но при переходе в
капиллярно-жидкую форму может снабжать растения водой.
6. Твердая вода (лед) - переход влаги из жидкого состояния в твердое;
происходит у свободных форм влаги при температуре ниже 0°С.
Таким образом, из всех перечисленных форм воды недоступными для
Почва
Максимальная гигроскопичость
Пески
0,01-1,5
Легкие суглинки
3,0-5,0
Средние суглинки
5,0-6,0
Тяжелые суглинки
6,0-8,0
Торфяники
18,0
Луговая солонцеватая (Омутинский район)
9,3
Лугово-черноземная выщелочная (Армизонский
район)
8,0
Темно-серая, суглинистая (Исетский район)
7,8
Чернозем оподзоленный, тяжелосуглинистый
(Тюменский район)
7,8
62
растений являются химически связанная, кристаллизационная, гигроскопическая и частично пленочная.
Недоступная влага может быть определена несколькими методами, одним их которых является "метод проростков", разработанный С.И. Долговым
(Доспехов Б.А. и др. Практикум по земледелию М., 1977, стр. 65-66). Существуют и косвенные методы определения, например, посредством использования максимальной гигроскопичности почвы (метод А.В. Николаева и др.).
Как было отмечено в задании 2 из всех форм недоступной воды в почве
основной является гигроскопическая.
Максимальная гигроскопичность почвы – наибольшее количество парообразной влаги, которое почва может поглотить из воздуха, почти полностью
(на 98%), насыщенного влагой. Этот показатель выражают в % от массы абсолютно сухой почвы.
Максимальная гигроскопичность в очень сильной степени зависит от механического состава почвы и содержания в ней гумуса. Чем тяжелее механический состав и больше содержится гумуса в почве, тем больше максимальная
гигроскопичность (таблица10.1).
Таблица 10.1
Примерная максимальная гигроскопичность почв разного
механического состава
Устойчивое завядание растений наступает не только при максимальной гигроскопичности, но даже при влажности почвы, превышающей максимальную гигроскопичность в 1,34-1,5 раза. Поэтому недоступную почвенную влагу (влажность завядания) рассчитывают по формуле:
Wвз = Wмг∙1,34, %
Обеспеченность доступной влаги
Содержание воды в почве, мм
В первый период роста растений в слое 0-20 см
Хорошая
> 40
Удовлетворительная
20-40
Неудовлетворительная
< 20
При дальнейшем росте в слое 0-100 см
Очень хорошая
> 160
Хорошая
160-130
Удовлетворительная
130- 90
Плохая
90-60
Очень плохая
<60
63
где Wвз – влажность завядания или недоступная растениям влаги в
процентах к массе сухой почвы;
Wмг – максимальная гигроскопичность в процентах к массе сухой
почвы, полученная методом А. В. Николаева;
1,34 – коэффициент, принятый в гидрометслужбе РФ.
После выбора величины максимальной гигроскопичности (табл. 10.1)
и определения влажности устойчивого завядания растений рассчитывается
абсолютные запасы недоступной влаги в почве по следующим формулам:
1. P
2. P
3. P
4. P
= Wмг∙1,34∙dv∙h, т/га, м3/га
недост
= Wмг∙1,34∙dv∙h/10, мм/га
недост
= Wвз∙dv∙h, т/га, м3/га
недост
= Wвз∙dv∙h, мм/га
недост
На основании расчетов общих запасов влаги (задание 1) и недоступных (задание 2) рассчитываются доступные для растений или продуктивные
запасы влаги:
P
дост
= P
общ
– P
, т/га, м3/га, мм/га
недост
Оценку запасов доступной влаги принято производить по следующей
шкале (табл. 10.2)
Таблица 10.2
Обеспеченность почвы продуктивной влагой
1. Зависимость биологических, химических, физико-химических процессов
миграции и аккумуляции веществ, почвенных режимов от содержания воды
в почве?
а) Вода как фактор жизни растений и почвенной биоты
б) Почвенная влага и почвенные режимы (водно-воздушный, питательный, тепловой, окислительно-восстановительный)
в) Почвенная влага и физико-механические свойства почвы
Контрольные вопросы:
г) Процессы миграции и аккумуляции веществ в связи с содержанием
64
воды в почве
2. Почвенная влага и формирование почвенного профиля?
3. Состояние воды в почве (парообразная влага, твердая вода, жидкая вода)
а) Понятие
б) Передвижение
в) Значение
4. Природные силы, воздействующие на воду в почве?
а) Сорбционные
б) Капиллярные
в) Гравитационные
г) Осмотические
5. Потенциал почвенной влаги?
а) Понятие
б) Значение
6. Категория (формы) почвенной влаги:
а) Связанная вода: прочносвязанная (гигроскопическая), рыхлосвязанная (пленочная)
б) Свободная вода: капиллярная (капиллярно-подпертая, капиллярноподвешенная), гравитационная: просачивающаяся, влага водоносных горизонтов. Анализ доступности категорий воды растениям.
7. Водоудерживающая способность:
а) Понятие
б) Влагоемкость, ее виды и значение для обеспеченности растений
влагой: максимальная адсорбционная (МАВ), максимальная молекулярная
(ММВ), капиллярная (КВ), полная (ПВ), предельно-полевая или наименьшая (ППВ и НВ)
в) Оценка значения для обеспечения растений влагой
8. Водопроницаемость:
а) Впитывание, фильтрация
б) Зависимость от свойств почвы
в) Оценка (по Качинскому)
9. Водоподъемная способность почв:
а) Понятие
б) Зависимость от свойств почвы
в) Значение в почвообразовании и развитии растений
10. Доступность почвенной влаги растениям:
а) Понятие о почвенно-гидрологических константах
б) Зависимость МГ, ВЗ, ВРК, НВ и ПВ от свойств почвы
в) Характеристика водоудерживающих сил и доступности воды растениям в интервалах: сухая почва – МАВ, МГ – ВЗ, ВЗ – ВРК, ВРК – НВ,
НВ – ПВ
г) Продуктивная влага
11. Расчеты запасов воды в почве:
65
а) Общий запас (ОЗВ)
б) Полезный запас (ПЗВ)
в) Запас труднодоступной влаги (ЗТВ)
г) Оценка запасов продуктивной влаги
12. Типы водного режима:
а) Понятие о водном режиме
б) Типы водного режима: мерзлотный, промывной, периодически промывной, непромывной, выпотной, ирригационный
в) Зависимость типов водного режима от климатических условий
зоны, особенностей рельефа и геологического строения территория
13. Влияние водного режима на свойства почв (реакция среды, питательный,
тепловой и ОВ-режимы).
14. Приемы регулирования водного режима.
Тест-задания:
1. Какая форма воды в почве является основным источником влаги для растений?
1. Капиллярная
2. Гравитационная
3. Пленочная
4. Гигроскопическая
2. Какое состояние увлажнения корнеобитаемого слоя почвы является
наиболее благоприятным для развития растений?
1. ВЗ
2. ВРК
3. ПВ
4. ВРК – НВ
3. Для каких почв типичен выпотной водный режим?
1. Черноземов
2. Подзолистых
3. Каштановых
4. Гидроморфных солончаков
4. Какая реакция среды характерна для зональных почв с промывным водным режимом?
1. Кислая
2. Нейтральная
3. Слабощелочная
4. Щелочная
5. Какие почвы обладают наибольшей водоподъемной способностью?
1. Песчаные
2. Супесчаные
3. Легкие пылеватые суглинки
4. Иловатые глины
66
6. Какой агротехнический прием способствует увеличению притока почвенной влаги в зону расположения семян сельскохозяйственных растений?
1. Боронование
2. Прикатывание
7. Какова максимальная высота подъема воды над уровнем грунтовых вод
для песчаных почв?
1. 5 м
2. 3 м
3. 1-2 м
4. 0,5-0,7 м
8. В каких почвах наиболее высокая величина ВЗ?
1. Песчаных
2. Супесчаных
3. Суглинистых
4. Глинистых
9. Для каких почв характерен непромывной тип водного режима?
1. Дерново-подзолистых
2. Серых лесных
3. Солодей
4. Каштановых
10. Какие почвы имеют промывной водный режим?
1. Дерново-подзолистые
2. Черноземы
3. Каштановые
4. Бурые полупустынные
11. Какая величина НВ характерна для суглинистых и глинистых почв?
1. 5-10%
2. 10-15%
3. 15-20%
4. 20-45%
12. Какой коэффициент увлажнения характеризует непромывной тип водного режима?
1. КУ < 1
2. КУ – 1-2
3. КУ – 2-3
4. КУ < 3
13. Что такое коэффициент увлажнения?
1. Годовое количество осадков (мм)
2. Количество осадков (мм) за вегетационный период
3. Отношение годового количества осадков (мм) к величине годовой
испаряемости (мм)
4. Отношение годового количества осадков (мм) к величине годового
67
поверхностного стока (мм)
14. На каких почвах при перерывах в выпадении атмосферных осадков растения быстрее испытывают недостаток влаги?
1. На песчаных
2. На легкосуглинистых
3. На супесчаных
4. На структурных тяжелосуглинистых
15. Как влияет применение удобрений на использование влаги растениями
на единицу создаваемого урожая?
1. Способствует снижению расхода влаги
2. Повышает расход влаги
3. Не влияет
16. Как влияет структура почвы на водопроницаемость?
1. Повышает водопроницаемость
2. Снижает водопроницаемость
3. Не оказывает влияния
17. Можно ли изменить в почве величину труднодоступной влаги?
1. Да
2. Нет
18. Какую влагу можно определить на основании величины максимальной
гигроскопичности (МГ)?
1. ВРК
2. ППВ или НВ
3. ПВ
4. ВЗ
19. При какой величине давления почвенной влаги (МПа) наступает устойчивой завядание у большинства сельскохозяйственных растений?
1. 0,1-0,5
2. 1-2
3. 2-3
4. 3-5
ТЕМА 11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ПОРИСТОСТИ
(СКВАЖНОСТИ) ПОЧВЫ
Общая пористость (скважность или порозность) почвы показывает
суммарный объем пустот, различных по величине и форме.
Скважность зависит от механического, агрегатного состава и структуры почвы, формы частиц, плотности их упаковки и т.д. Она изменяется
при набухании почвы. Величина общей пористости определяет в основном
водный и воздушный режим почвы, полную влагoемкость и воздухоем-
Слой почвы
Плотность
твердой
фазы почвы
Степень уплотненности почвы
Очень
рыхлая
Рыхлая
Уплот-
ненная
Плотная
Очень
плот-
ная
Пахотный
2,60
> 65
65-58
58-50
50-46
< 46
Подпахотный
1,70
-
> 52
48-51
48-51
< 46
68
кость, от нее зависит передвижение воды в почве: водопроницаемость, глубина промачивания, подъем грунтовых вод, испарение.
Общая пористость находится в тесной зависимости от плотности сложения почвы (объемной массы) и от плотности твердой фазы почвы. Поэтому, чем рыхлее почва, т.е. чем меньше объемная масса, тем больше в ней
общая пористость. Величиной общей пористости пользуются при характеристике степени уплотненности почвы.
Благоприятные условия воздушного и теплового режимов складывается в почве, имеющей рыхлое и уплотненное состояние пахотного слоя при
величине общей пористости 50-65%. Культуры сплошного способа сева хорошо растут на уплотненных почвах с общей пористостью 50-58%, а пропашные на более рыхлых почвах с пористостью 58-65%. На очень плотной
почве, также как и чрезмерно рыхлой, рост и развитие культур ухудшается.
При общей пористости в подпахотном слое меньше 48% под корнеплоды,
меньше 44% под зерновые необходимо проводить его рыхление (табл. 11.1)
Таблица 11.1
Оценка уплотненности почвы по общей пористости для
дерново-подзолистых суглинистых почв с содержанием гумуса 3-5%
Оптимальные показатели пористости зависят от состояния увлажнения почвы. Например, при недостаточном увлажнении даже при небольшой
пористости аэрация почвы может быть нормальной и, наоборот, при переувлажнении почвы, имеющей повышенную пористость может быть слабая
аэрация. Общая пористость определяется расчетным путем по формуле:
V
= (1 – dv/d0)∙100,
общ
где V
– общая пористость, %;
общ
dv – объемная масса почвы, г/см3;
d0 – плотность твердой фазы почвы, г/см3.
В этой формуле отношение объемной массы почвы к плотности твердой фазы почвы (dv/d0) показывает, какую часть от объема почвы занимают
твердые частицы (твердая фаза). Следовательно, остальная часть объема
приходился на поры. Исходные данные для расчетов выдаются преподава-
69
телем. Результаты расчетов записывают в рабочую тетрадь.
Форма записи и расчетов:
1. Слой почвы, см;
2. Объемная масса почвы, г/см3
3. Плотность твердом фазы, г/см3;
4. Общая пористость (V
общ
), %.
Опыт 1. Определение соотношения воды к воздуха в почве.
Вода и воздух размещаются в порах, в промежутках между твердыми
частицами почвы. Чем больше пористость почвы, тем больше в ней может
содержаться воды и воздуха. Жизнедеятельность растений и поченных микроорганизмов в значительной степени определяется наличием в почве возможно большего количества влаги при условии достаточного количества воздуха, создающих благоприятные условия для питательного режима в почве.
Количество воздуха в почве, или воздухосодержание зависит от общей пористости от степени увлажненности почвы, воздух размещается в
почвенных порах не занятых (свободной) водой. Следовательно, при одинаковой пористости почвы может быть разное соотношение воды и воздуха.
При снижении воздухосодержания ниже 14-12% от объема почвы резко
ухудшается обмен между почвенным и атмосферным воздухом, что приводит к замедлению роста растений и их гибели.
Оптимальные условия водо- и воздухообеспечения растений создается при наличии в почве 60-75% воды и 40-25% воздуха от общей пористости почвы.
Порядок выполнения работы:
Определение соотношения воды и воздуха в почве определяется путем вычисления. Для этого необходимы данные по влажности, объемной
массе и пористости почвы.
1. Вычисляют влажность в % от объема почвы по формуле:
Wоб = W
вес∙dv
где Wоб – влажность почвы, % к ее объему;
W
– влажность почвы, % к массе сухой почвы;
вес
dv – объемная масса почвы, г/см3.
2. Определяется воздухосодержание по разности между общей пористостью
и объемной влажностью почвы:
А= V
общ
- W
об
где А — воздухосодержание или аэрация, % к объему почвы;
V
— общая пористость, %;
общ
Wоб — влажность почвы, % к ее объему.
3. Для суждения о водо- и воздухообеспеченности влагосодержание и воз-
Вода
Воздуха
%
%
70
духосодержание выражают в % от общей пористости. Результаты записывает в рабочую тетрадь по форме:
1. Слои почвы, см;
2. Общая пористость (взять из темы 11), %;
3. Влажность почвы (взять из темы 10), % к массе сухой почвы;
4. Объемная масса почвы (взять из темы 10), г/см3;
5. Влажность почвы, % к её объёму (п. 3 х п. 4), %;
6. Воздухосодержание, % к объёму почвы (п. 2 – п. 5);
7. Содержание воды, % от общей пористости (
);
8. Содержание воздуха, % от общей пористости (100 – п. 7)
9. Воздухообеспеченность – удовлетворительная, неудовлетво-
рительная;
10. Обеспеченность влагой – достаточная, недостаточная.
По полученным данным содержание воды и воздуха в % от общей пористости строится диаграмма в форме прямоугольника, площадь которого
принимается за 100% общей пористости и дается оценка водо- и воздухообеспеченности растений.
Таблица 11.2
Содержание воды и воздуха, % от общей пористости
Опыт 2. Определение строения слоя почвы методом насыщения в
патронах.
Для нормального развития растений необходимо иметь в пахотном
слое почвы нормальное соотношение воды и воздуха. Вода и воздух распределяются в почвенных порах - промежутках между твердыми частицами.
Общий объем всех пор составляет общую скважность или пористость. Почвенные поры условно могут быть разделены на два вида:
а) Поры между первичными частицами почвы и в стыках агрегатов
(внутриагрегатная или капиллярная пористость);
б) Поры между микроагрегатами и макроагрегатами (межагрегатная
или некапиллярная пористость).
Капиллярная пористость или скважность характеризует водоподъемнyю или водоудерживающую способность почвы.
Некапиллярная скважность характеризует водопроницаемость и воздухоемкость.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]