Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

6. Физические показатели почв

Плотность почвы – масса абсолютно сухого вещества почвы в единице ее объема ненарушенного естественного сложения.

Плотность определяет соотношение между фазами почвы, связана с ее структурным состоянием. Больше всего плотность зависит от сложения и структуры. Рыхлые почвы с зернистой и комковатой структурой большой пористостью мало плотные. Бесструктурные и слитые – плотные (табл. 3).

Таблица 3

Плотность почв и грунтов

Почвы

d, г/смз.

Почвы

    d,г/смз.

Пухлый солончак

0,8–1,0

Солонцовый горизонт

1,5–1,7

Подзолистый горизонт

 1,2–1,5

Глыбы  после вспашка

1,7–1,9

Болотные почвы

1,1–1,3

Корка после полива

1,6–1.9

Лессы

1,3–1,5

Третичные глины

1,7–2,0

Целинный чернозем

1,2–1,3

Слитый сухой

1,9–2,0

Свежая вспашка

1,0–1,1

Иллювиальные  горизонты

1,6–1,8

 Чем больше органических соединений в почве, тем плотность ниже, чем больше минералов оксида железа – тем выше. Учет плотности почв позволяет сравнивать значения конкретного показателя (запасы воды, гумуса) в почвах объективно, не зависимо от их гранулометрического состава. Для этого применяют формулу:

 W = W(%) d h,

 где W (%) – значение определяемой величины в процентах; d – плотность почвы, г/смз; h – мощность слоя почвы, горизонта, в см.

 Плотность твердой фазы (удельный вес) – средняя плотность почвенных частиц – масса сухого вещества почвы в единице его истинного объема твердой фазы, выраженная в г/смз или т/мз.

Плотность твердой фазы почвы зависит от ее минералогического состава, количества органических веществ. Плотность твердой фазы почвы малогумусных почв составляет 2,65–2,70 г/смз, у торфяных почв, обогащенных органическими соединениями – 1,4–1,8. Определение плотности твердой фазы почвы проводят по формуле:

 d = М/ (М + В – С),

где d – плотность твердой фазы почвы, г/смз; М – масса сухой почвы, г; В – масса мерной колбы с водой, г;  С – масса мерной колбы с водой и почвой, г.

 Пористость (общая порозность) – суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы, % от общего объема почвы. Она выражает собой величину полной влагоемкости и полной воздухоемкости в объемных процентах. Общая порозность зависит от гранулометрического и минералогического состава почвы, ее структуры и плотности. В почвах песчаного гранулометрического состава ее значения составляют 35–40, глинистых – 44–50, гумусовых –  50–60, оглеенных – 26–28 %.

Порозность аэрации (некапиллярная порозность) учитывает поровые пространства в каждый момент почвы, на ее долю приходится не менее 15 %. Некапиллярная пористость обеспечивает воздухообмен (аэрацию) и водопроницаемость.

В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели максимальную капиллярную порозность (заполненные водой капилляры) и одновременно порозность аэрации (заполненные воздухом некапиллярные поры) не менее 15–22 %  от объема,  в хорошо оструктуренных почвах капиллярная порозность достигает 25–30 %.

Наиболее значимые параметры: общая порозность (Р) и порозность аэрации (Ра). Общую порозность определяют по формуле:

                                      Робщ = (1– dv/ d)100,

где Робщ – порозность, %; dv – плотность почвы, г/смз; d – плотность твердой фазы почвы, г/смз; dv/d – объем твердой фазы почвы; 100 – коэффициент пересчета в проценты.

 Порозность аэрации (Ра) рассчитывают по формуле:

Ра = Робщ – Рw,

где Робщ – порозность, %;  Рw – порозность, занятая водой или в упрощенной форме, учитывая плотность воды.

                                     Рw= а dv ,

где а – влажность почвы, %.

 У чернозема слитого плотность составляет 1,4 г/смз, порозность – 48 % во влажном состоянии и соответственно до 1,95 г/смз и 26 % –    в сухом. Вспашка, рыхление увеличивают пористость, снижают плотность. В корнеобитаемом слое плотность снижается на 10–15 %, пористость растет на 15–20 %, скорость впитывания воды возрастает      в двое. Оптимальные условия в пахотном слое создаются при плотности 1,0–1,2 смз и порозности, равной 55–60 %. Оценку общей порозности предложил Н. А. Качинский (табл. 4).

Таблица 4

Агрономическая оценка общей порозности

(суглинистые и глинистые почвы)

Общая порозность, %

Агрономическая оценка

≥ 70

65–55

55–50

≤ 50

10–25

Избыточно пористая (вспушенная почва)

Отличная (культурно-пахотный слой)

Удовлетворительная (для пахотного слоя)

Неудовлетворительная для пахотного слоя

Чрезмерно низкая (характерна для уплотненных иллювиальных горизонтов)

 Значение плотности:

1. При уплотнении почвы, уменьшении ее объема, доля твердой фазы и доля, занимаемая недоступной влагой растет. При величине плотности 1,5–1,6 г/смз доля доступной влаги составляет 5–10 % от объема почвы. Чем суше почва, тем большее угнетение испытывают растения от повышенной плотности. С ее ростом на 0,1 г/ смз содержание недоступной растениямвлаги растет на 10 %.

2. Нормальный газообмен нарушается при плотности почв более 1,45 г/смз. Это вызывает сокращение макропор и крупных капилляров, снижается диффузия воздуха и газообмен между почвой и атмосферой, резко сокращается доля О2, подавляется разложение органических соединений.

3. С уплотнением почвы у растений снижается всхожесть, или запаздывает, они ниже ростом, листья слабо окрашены, нарушены формы корневых систем, деформированы клубни. Проникновение корней в горизонты при плотности 1,40–1,55 (1,6) г/смз затруднено, их развитие угнетается.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252