что такое пластичность почвы

Что такое пластичность почвы

Глава 5. ОБЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА ПОЧВ

Свойства почвы как единого физического тела во многом определяются составом, соотношением, взаимодействием и динамикой твердой, жидкой, газообразной и живой фаз. В этом аспекте особую роль играют физические свойства почвы. К ним относятся общие физические, физико-механические, водные, воздушные, тепловые свойства, структура. Физические свойства влияют на характер почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений.

§1. Общие физические свойства

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

Плотность почвы (объемная плотность, плотность сложения) – вес в граммах 1 см 3 почвы в естественном сложении (вместе с почвенным воздухом). Плотность почвы характеризует взаимное расположение почвенных частиц и агрегатов. Поскольку в объем почвы входят имеющиеся в ней поры, плотность почвы будет всегда меньше плотности твердой фазы. Обозначают d_V, выражают в т/м 3 или г/см 3 и рассчитывают:

Оценка почв по показателю плотности

Плотность почвы, г/см 3

Почва вспушена или богата органическим

Типичные величины для культурной и

Пашня сильно уплотнена

Типичные величины для подпахотных горизонтов различных почв (кроме черноземов)

Сильно уплотненные иллювиальные горизонты

Плотность твердой фазы в определенной степени служит признаком, по которому можно судить о минералогическом составе, содержании органического вещества, её используют для расчета порозности и скорости падения частиц по формуле Стокса при анализе механического состава почв.

Пористость (порозность, скважность) –это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Обозначают P и определяют расчетным путем по соотношению показателей плотности почвы (d_V) и плотности твердой фазы (D), выраженному в процентах:

Пористость зависит от гранулометрического состава, структуры, плотности. В пахотных почвах пористость обусловлена обработкой и приемами окультуривания, при рыхлении – увеличивается, при уплотнении – уменьшается. Размеры пор, в совокупности образующих общую пористость почвы, варьируют от тончайших капилляров (для воды) до более крупных промежутков (для воздуха), которые не обладают капиллярными свойствами (должны составлять не менее 20 – 25 % от общей пористости).

Общая пористость почвы колеблется от 25 % (глина) до 90 % (торф). В культурной песчаной почве она равна 45 – 50 %, черноземах – достигает 60 – 63 %, вниз по профилю (кроме торфяников) она уменьшается. Оценка общей пористости (по Н.А.Качинскому) приведена в таблице 5.

Оценка почв по показателю пористости

Почва вспушена – избыточно пористая

Культурный пахотный слой

Неудовлетворительная для пахотного слоя

Характерна для уплотненных

Пористость – одно из важнейших свойств почвы. С ней связаны интенсивность и глубина фильтрации, водопроницаемость и водоподъемная способность, влагоемкость и воздухоемкость, процессы испарения на орошаемых землях. От порозности в значительной степени зависит плодородие почв.

§2. Физико-механические свойства почв

Физико-механические свойства почв по сравнению с физическими имеют более широкое использование не только в почвоведении, но и в грунтоведении, строительстве. К ним относятся: пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и удельное сопротивление.

Пластичность – свойство почвы изменять свою форму под влиянием внешней силы без разрушения и сохранять ее после устранения воздействия. Это свойство имеет только влажная почва в определенном диапазоне влажности, т.е. есть верхний и нижний предел пластичности, разность между которыми называется числом пластичности – величина пластичности. Чем больше это число, тем более пластична почва. Песок имеет число пластичности 0, супесь – 1 – 7, суглинок – 7 – 17, глина – более 17. Пластичность обусловливается главным образом количеством глинистых частиц и составом поглощенных оснований (наибольшей пластичностью обладают глинистые солонцы, содержащие более 25 % обменного натрия, наименьшей – почвы, содержащие много кальция и магния), органическое вещество уменьшает пластичность.

Липкость почвы зависит от ее гранулометрического и минералогического состава, от структуры и влажности. Сухие почвы не обладают липкостью. С повышением влажности до определенного предела (80 % от полной влагоемкости) липкость увеличивается, а далее уменьшается вследствие нарушения сцепления между частицами почвы. Чем больше глинистых частиц, тем липкость больше. Почвы глинистые и бесструктурные прилипают сильнее, чем легкие по гранулометрическому составу или структурные глинистые. Почвы по липкости делят на: предельно вязкие (> 15 г/см 2 ), сильновязкие (5 – 15), средневязкие (2 – 5) и слабовязкие ( 2 ).

На величину липкости влияет состав поглощенных оснований: с увеличением насыщенности почвы кальцием она уменьшается, а с возрастанием насыщенности натрием резко увеличивается. Поэтому почвы высокогумусированные, с достаточным количеством оснований (дерновые, черноземы) не обладают липкостью даже при высоком увлажнении.

Набухание – увеличение объема почвы при увлажнении. Способность почвы к набуханию связана с гранулометрическим, минералогическим и химическим составом, а также с их начальной плотностью. Набухание обусловлено образованием на поверхности почвенных частиц оболочек рыхло связанной воды, в результате этого ослабевают силы сцепления и увеличиваются расстояния между частицами, что приводит к возрастанию общего объема почвы.

Набухание характерно для минеральных илистых частиц и органических коллоидов, поэтому глинистые почвы больше подвержены этому свойству. Сильно набухает минерал монтмориллонит и практически не набухает каолинит. При насыщении почв одновалентными основаниями, особенно натрием, оно достигает 120 – 150 %, а при насыщении двух- и трехвалентными катионами значительного набухания не наблюдается, поэтому даже песчаные почвы могут набухать, если насытить их почвенный поглотительный комплекс натрием.

Усадка – уменьшение объема почвы или грунта при высыхании. Она зависит от тех же факторов, что и набухание. Чем сильнее набухание, тем сильнее усадка почвы. Усадку можно охарактеризовать степенью изменения объема, а также влажностью, при которой усадка прекращается (предел усадки). В результате сильной усадки в почве образуются трещины, происходит разрыв корней растений, усиливается испарение влаги из почвы.

Энергетические затраты на обработку почвы и износ сельскохозяйственных машин и другие показатели обусловливаются связностью и твердостью почвы.

Наибольшую связность в сухом состоянии имеют глинистые бесструктурные почвы, наименьшую – песчаные и супесчаные почвы. Связность возрастает при насыщении почвы ионами натрия, при оструктуривании – снижается. Влияние органического вещества двояко: на песчаных почвах гумус увеличивает связность, на глинистых – снижает за счет увеличения структурированности и снижения площади соприкосновения. Связные почвы лучше противостоят эрозии, но при увеличении ее повышается удельное сопротивление обработке.

§3. Спелость почвы

Спелость почвы – это такое состояние почвы, при котором она имеет высокую микробиологическую активность и лучше всего подвергается обработке при наименьшем тяговом усилии. Является важным технологическим свойством почвы. Различают физическую и биологическую спелость.

Под физической спелостью почвы понимают ее подготовленность к обработке. Она соответствует влажности, при которой почва не прилипает к почвообрабатывающим орудиям и крошится на комки с образованием прочных агрегатов (эта влажность достигается при содержании влаги от 60 – 90 % их полевой влагоемкости). Влажность, при которой почва находится в состоянии спелости, зависит от гранулометрического состава, поглощенных оснований и гумусированности почв. Легкие песчаные и супесчаные и более гумусированные почвы раньше других готовы для обработки весной.

Биологическая спелость – состояние почвы, показывающее ее готовность к посеву, характеризующееся оптимальным прогреванием и состоянием микробиологической активности. Наилучшим состоянием спелости считается такое, когда физическая и биологическая спелости совпадают.

Источник

Mse-Online.Ru

Физико-механические свойства почвы

К физико-механическим свойствам относятся пластичность, липкость, усадка, связность, твердость и сопротив­ление при обработке.

Пластичность — способность почвы изменять свою форму под влиянием внешних сил и сохранять эту форму впоследствии.

Пластичность проявляется только при увлажнении почвы и тесно связана с механическим составом (глинистые почвы пластичны, песчаные — непластичны). На пластичность влияют состав колло­идной фракции почвы, поглощенных катионов и содержание гуму­са. Например, при содержании в почве натрия ее пластичность усиливается, а при насыщении кальцием — снижается. При высо­ком содержании гумуса пластичность почвы уменьшается.

Липкость — способность почвы прилипать к различным поверх­ностям. В результате прилипания почвы к рабочим частям ма­шин и орудий увеличивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки почвы. Липкость возрастает при увлажнении. Высокогумусированные почвы (например, черноземы) даже при высоком увлажнении не проявляют липкости. У глинистых почв липкость наибольшая, у песчаных — наименьшая. Увеличение степени насыщенности почвы кальцием способствует уменьшению, а насыщение натрием — увеличению липкости. С липкостью свя­зано такое агрономическое и ценное свойство почвы, как физичес­кая спелость. Состояние, когда почва при обработке не прилипа­ет к орудиям и крошится на комки, отвечает ее физической спе­лости.

Набухание — увеличение объема почвы при увлажнении. Оно присуще почвам, содержащим много коллоидов, и объясняется связыванием коллоидами молекул воды. Почвы с большим содер­жанием поглощенного натрия (солонцы) набухают больше, чем содержащие много поглощенного кальция. Набухание может вы­звать неблагоприятные в агрономическом отношении изменения в пахотном горизонте. Вследствие набухания частички почвы мо­гут быть настолько разделены пленками воды, что это приведет к разрушению структурных отдельностей.

Усадка — уменьшение объема почвы при высыхании. Это об­ратный процесс набуханию. При высушивании почвы вследствие усадки появляется трещиноватость.

Связностью и твердостью почвенной массы определяются такие важнейшие технологические показатели, как сумма энергетичес­ких затрат, расход горючего и смазочных материалов, износ ма­шин и орудий.

Связность почвы — способность сопротивляться внешнему уси­лию, стремящемуся разъединить ее частицы. Обусловливается она силами сцепления между частичками почвы. Связность определя­ет твердость почвы, то есть сопротивление, которое оказывает поч­ва проникновению в нее под давлением какого-либо предмета. Определяется это свойство специальными приборами — твердоме­рами. Высокая твердость является признаком плохих физико-хи­мических и агрофизических свойств почвы. Твердость почвы влия­ет на сопротивление при обработке.

Удельное сопротивление — усилие, затрачиваемое на подреза­ние пласта, его оборот и трение о рабочую плужную поверхность. В зависимости от механического состава, физико-химических свойств, влажности и агрохозяйственного состояния земли удель­ное сопротивление почвы изменяется в пределах от 0,2 до 1,2 кг/см2.

Физико-механические свойства почв улучшают химической ме­лиорацией при условии применения передовой агротехники.

Источник

Пределы пластичности грунтов

Геологические изыскания на участке земли, предназначенном под застройку, в обязательном порядке включают работы по определению границ пластичности почвы, что подразумевает способность грунтов к деформации без снижения сцепляемости и с сохранением измененной формы после прекращения влияния внешних факторов.

Зачем нужно высчитывать предел пластичности

Расчеты необходимы, чтобы исключить ошибки в процессе строительства и эксплуатации здания. Насыщение влагой глинистых грунтов приводит к изменению их консистенции и несущей способности, что снижает надежность основания, может вызвать неравномерную усадку и деформацию фундамента, растрескивание стен, постепенное или быстрое разрушение всего строения. Показатель предела пластичности помогает определить, насколько грунты основания подвержены изменению формы при насыщении влагой и других внешних воздействиях.

Как определяется пластичность грунтов

В процессе инженерно-геологических исследований специалисты выделяют верхний предел пластичности – на границе текучести и нижний – раскатывания.

Выявление границы текучести

Для определения верхней границы используется конус Васильева. Во время подготовки к исследованиям приготавливается грунтовая паста – образец почвы разминается в фарфоровой чаше при помощи шпателя либо нарезается тонкой стружкой. Отбирается 300 г полученной массы и протирается сквозь сито с сеткой №1. Полученный полуфабрикат выдерживается в стеклянной емкости, закрытой крышкой, на протяжении двух часов. После чего масса помещается в х/б ткань, отжимается, влага убирается.

Для проведения исследований стеклянный стакан наполняется полученной массой до краев, так чтобы в емкости не осталось воздуха. Конус смазывается вазелином и аккуратно опускается в стакан с пастой. В идеале – конус должен пройти 10 мм грунта за 5 секунд. Если за это время нужная глубина достигнута не была, то масса достается, чуть разбавляется дистиллированной водой и опыт повторяется. Если же конус прошел глубже, то паста подсушивается на воздухе. Когда нужный результат достигнут, то отбирается образец весом 15-50 г для определения его влажности способом высушивания до постоянной массы.

Определение границ раскатывания

Опыт проводится при использовании лабораторного пресса. Проба грунта выкладывается между дисками прибора, который затем запускается в работу и сдавливает образец с усилием 2 МПа на протяжении 10 минут. По результатам устанавливаются границы раскатывания.

Источник

Исследования пластичности грунта

Пластичность грунтов подразумевает способность влажных глинистых почв менять форму под нагрузкой и сохранять ее после того, как воздействие было прекращено. Параметры пластичности грунта конкретного земельного участка, предназначенного под застройку, необходимо знать проектировщикам для подбора типа фундамента, материалов его изготовления, уровня заглубленности.

При увеличении влажности глинистого грунта изменяется его состояние и несущая способность основания под фундаментом, что негативно сказывается на надежности, безопасности и долговечности строения.

Пределы пластичности грунта определяются двумя его состояниями: верхним – на границе текучести, нижним – на границе раскатывания.

Определение границы раскатывания

Образец грунта разминается в фарфоровой чаше при помощи пестика с обрезиненной головкой и просеивается через сито с диаметром отверстий 0,5 мм. Собравшийся в поддоне грунт ссыпается в алюминиевую чашу, куда добавляется немного воды так, чтобы замешалось густое глиняное тесто. Емкость плотно закрывается, и масса выдерживается 10 часов, после чего снова перемешивается.

Берется небольшой кусочек теста, из него при несильном нажиме раскатывается жгут. Граница раскатывания будет достигнута, если при диаметре жгута в 3 мм масса начнет крошиться по всей длине. В этом случае считается, что грунт не имеет границ раскатывания.

Крошки собираются в алюминиевую емкость до общего веса грунта 15-50 г, определяется влажность методом высушивания до постоянной массы.

Определение границ текучести

Для работы используется конус Васильева. Предварительно подготавливается глиняное тесто, для чего образец разминается в фарфоровой чаше, полученная масса протирается через сито с отверстиями 1 мм и выдерживается в стеклянной емкости под крышкой на протяжении двух часов. Лишняя влага удаляется путем обжима комка, завернутого в х/б ткань.

Стеклянный стакан наполняется полученной массой до самых краев так, чтобы в емкости не осталось воздуха. Конус смазывается вазелином и опускается в стакан так, чтобы за 5 секунд острие погрузилось на глубину 10 мм. Если конус не успел пройти нужное расстояние, то в массу добавляется дистиллированная вода и опыт повторяется. Если конус ушел глубже, то масса подсушивается на воздухе и опыт проводится снова. Когда удалось достичь нужного результата, проводится отбор 15-50 г глиняной пасты и определяется ее влажность методом высушивания до постоянной массы.

Источник

Что такое пластичность почвы

физические свойства почвы

Вопросы

2. Твердая фаза почвы и ее влияние на удельное сопротивление при пахоте.

3. Жидкая и газообразная фазы.

4. Характеристики строения почвы.

5. Влияние на почву уплотнения и пути его снижения.

Общие понятия

Почва – основное средство производства в сельском хозяйстве. Поэтому чрезвычайно велика ответственность каждого поколения людей за ее состояние. Нерадивое отношение предшествующих поколений к этому богатству привело к тому, что мы имеем в настоящее время всего 14…15 млн. км2. Это в 1,5 раза меньше, чем было до активного возделывания земель (20 млн. км2).

Знания физико-механических свойств почвы позволяют разрабатывать и использовать рациональные приемы и системы обработки почвы, которые способствуют сохранению ее плодородия.

Почва – это верхняя плодородная часть суши земной коры.

Почва это неоднородная среда, состоит из твердой, жидкой и газообразной фаз см. рис.1- Структура состава почвы.

Рис. 1. Структура состава почвы

Различают физические и технологические свойства почвы.

Физические – это свойства которые характеризуют состояние и строение почвы (материалов).

Физические свойства почвы : структура, механический состав, влажность, пористость (скважность) и плотность.

Технологические – это свойства, которые проявляются при механической обработки почвы и влияют на протекания данного процесса.

К технологическим свойствам относятся: твердость почвы, коэффициент объемного смятия, вязкость, липкость, абразивность.

Твердая фаза почвы и ее влияние на удельное сопротивление при пахоте

Каменистость Почвы – это отношение массы каменистых включений к массе мелкозема в процентах.

Почва считается не каменистой, если содержание камней в ней не превышает 0,5%;

· слабокаменистой – 0,5…5,0% камней;

· среднекаменистой – 5,0…10% камней;

· сильнокаменистой – более 10% камней.

Два последних типа почв требуют специальной системы обработки.

Механический состав почвы определяется по результатам анализа мелкозема, который делится на “физический песок” (размер частиц более 0,01 мм) и “физическую глину” – (размер частиц менее 0,01 мм). В зависимости от содержания “физической глины” почвы делят на:

· песчаные (песок) – содержание “физической глины” до 10%;

· супесчаные (супесь) – 10…20% “физической глины”;

· суглинистые (суглинок) – 20…50% “физической глины”;

· глинистые (глины) более 50% “физической глины”.

В глинистых частицах содержатся цементирующие включения, благодаря которым обеспечивается скрепление почвы.

Встречаются тяжелые и легкие почвы.

Тяжелые – Это почвы, которые содержат много глины.

Их свойства: во влажном состоянии налипают на рабочие органы машин, а в сухом образуют глыбы. Эти почвы плохо поглощают влагу, но хорошо ее удерживают.

Легкие – Это почвы, которые содержат много песчаных частиц. Свойства: они не липкие и не пластичные, т. к. не содержат скрепляющих включений. Песчанные почвы хорошо поглощают влагу, но плохо ее удерживают.

Супесчаные и суглинистые почвы по своим свойствам занимают промежуточное положение в сравнении с глинистыми и песчаными почвами. Получается “золотая середина”, поэтому эти почвы характеризуются высокой урожайностью.

Механический состав почв оказывает непосредственное влияние на обрабатываемость почв, которая характеризуется удельным сопротивлением почвы Куд. Коэффициент удельного сопротивления почвы определяется только при пахоте. Это отношение силы сопротивления плуга к площади сечения пласта.

Рис. 2. К расчету удельного сопротивления почвы.

,

Где Рсопр. – сила сопротивления плуга, Н;

А – глубина вспашки, см;

В – ширина захвата корпуса, см;

N – количество корпусов.

Зависимость удельного сопротивления почвы от ее механического состава можно выразить графически:

Рис. 3. График зависимости удельного сопротивления почвы

(частиц размером менее 0,01 мм).

По удельному сопротивлению почвы делятся на пять групп см. табл.1

Удельное сопротивление почвы Куд.,Н\см2

Легкие (50% песчаных, 50% супесчаных)

Средние (50% супесчаных, 50% суглинистых)

Очень тяжелые (глинистые)

Твердая фаза почвы может быть Структурной и Бесструктурной.

Структуру почвы определяет совокупность агрегатов разной величины, формы, плотности, водоемкости и пористости. Агрегаты состоят из отдельных механических частиц скрепленных глиной и гумусом.

Бесструктурные почвы состоят из твердых элементов залегающих сплошной массой.

По структуре почва может быть:

· глыбистой (агрегаты размером более 10 мм);

· комковатой (3…10 мм) макроагрегат;

· зернистой (0,25…3 мм) макроагрегат;

· пылеватой (менее 0,25 мм) – микроагрегаты.

С агрономичной точки зрения, ценными считают агрегаты размерами 0,25…10 мм, их называют Макроагрегатами. Агрегаты менее 0,25 мм называют Микроагрегатами.

Наиболее стойкими к размывающему воздействию воды являются агрегаты от 1 до 10 мм.

Агрегаты размерами менее 1 мм являются эрозионно-опасными. Если в верхнем слое почвы (0…5 см) таких частиц содержится более 50%, и отсутствует живая и неживая растительность то при скорости ветра более чем
12 м/с имеет место ветровая эрозия (образуются пыльные бури). Для юга Украины наиболее опасным периодом в этом отношении является январь – апрель.

На структурных почвах получают больший урожай, чем на бесструктурных. Частые обработки почвы, а так же уплотнение ее ходовыми колесами машин, приводит к разрушению структуры почвы.

Оценка содержания в структурной почве агрегатов разных размеров производится путем определения агрегатного состава почвы (рис. 4).

Рис. 4. Схема определения агрегатного состава почвы.

Жидкая и газообразная фазы

Жидкая фаза Представлена в почве водой и растворами различных веществ.

Вода разделяется на Гравитационную И Капиллярную.

Гравитационная влага содержится в больших пустотах. Особенность: она свободно перемещается из верхних слоев почвы в нижние под действием силы тяжести. При малой влажности почвы гравитационная вода может впитываться капиллярами верхних слоев почвы.

Капиллярная влага, Содержится в мелких капиллярных пустотах. Особенность: в капиллярных пустотах эта влага перемещается в любых направлениях и распространяется от более влажных слоев к менее влажным. Эта вода доступна всем растениям и составляет основной запас почвенной влаги.

О количестве воды, что помещается в почве, судят по абсолютной влажности (Wa, %):

, (1)

Где МВ и Мс – масса влажной и сухой почвы соответственно.

Абсолютно сухой называется почва, высушенная при температуре 105оС до постоянной массы.

При сопоставлении степени увлажнения почв различного механического состава определяют значением Относительной влажности (Wo, %):

, (2)

где Wп – полевая влагоемкость почвы; %.

Полевая влагоемкость почвы – это максимальное количество влаги в процентах, которое способна удержать в себе почва (влажность почвы в момент ее полного насыщения).

Полевая влагоемкость различных почв изменяется в широких приделах: 100г сухой глинистой почвы может удержать в себе 50 г воды, в то время, как 100 г песчаной почвы – только 5…20 г. Если эти почвы при абсолютной влажности 15% попробовать на ощупь, то песчаная почва будет производить впечатление мокрой т. к. Wo = 75%, а глинистая почти сухой т. к. Wo = 30%.

;

;

;

..

Влажность почвы оказывает большее влияние на качество и энергоемкость ее обработки (рис. 5).

Рис. 5. График влияния влажности на сопротивление почвы

При пахоте (рис.5) пересохших почв (отрезок АБ) образуется глыбы диаметром до 0,5м и более. При пахоте переувлажненных почв (отрезок ВГ), происходит сильное залипание и сгруживания почвы впереди корпуса плуга. Это приводит к росту удельного сопротивления почвы и плохой заделки растительных остатков. При дальнейшем увеличении влажности (отрезок ГД) вода выполняет роль смазки и Ко уменьшается.

Из графика (рис.5) наилучшие показатели обработки имеют место при абсолютной влажности 15…30%. Установлено, что при этом почвы не только сохраняются, а и образуются новые структурные агрегаты.

“Защемленный” воздух увеличивает упругость почвы и уменьшает ее водопроницаемость.

Движение свободного воздуха приводит к потере влаги из рыхлой почвы. При обработке, почва сжимается и значительная часть свободного воздуха переходит в “защемленное” состояние. При этом накапливается потенциальная энергия, которая после прекращения сжатия нарушает связи между почвенными комочками, способствуя структуризации почвы.

Характеристики строения почвы

Основными характеристиками строения почвы являются ее Пористость и Плотность (объемная масса).

Все виды почвы пронизаны порами, заполненными воздухом, водой или органическими включениями.

Пористостью называют объем пустот в почве, заполненных водой и воздухом.

Общую пористость почвы Р, % определяют из формулы:

, (3)

Где Vпуст. – объем пустот, которые могут заполняться воздухом и водой;

Vпроб. – объем исследуемой почвы.

Пористость зависит от структуры, степени уплотнения, влажности, а так же от механического состава почвы. У глин и суглинков она составляет 50…60%, у песчаных почв – 40…50%.

Пористость одной и той же почвы является переменной величиной, зависящей от влажности. Во влажной почве частицы оказываются как бы раздвинутыми прослойками воды, при высыхании почвы они сближаются.

Плотность почвы

Различают Действительную, В природном состоянии и плотность Твердой фазы.

Действительная плотность – представляет собой отношение массы МС абсолютно сухой почвы к объему VПроб. исследуемой пробы, взятой без нарушения ее естественного сложения:

. (4)

Плотность в природном состоянии – представляет собой отношение массы почвы в природном состоянии к объему исследуемой пробы, взятой без нарушения ее естественного сложения:

. (5)

Обычно действительную плотность почвы и плотность в природном состоянии определяют методом режущих цилиндров, который заключается во взятии проб почвы в природном состоянии (без нарушения ее структуры) (рис. 6).

Плотность твердой фазы равна отношению массы абсолютно сухой почвы к ее объему в спрессованном состоянии.

. (6)

Практически плотность твердой фазы находят пикнометрическим методом, при котором массу М определяют взвешиванием, а объем находят как объем воды, вытесненной образцом почвы.

Плотность твердой фазы изменяется от 2,4 (черноземы) до 2,7 г\см3 (красноземы).

Величина плотности зависит от механического состава, содержания гумуса и пористости почвы. Плотность пахотного слоя изменяется в широких пределах – от 0,9 до 1,6 г/см3. Подпахотные горизонты почвы имеют более высокую плотность – 1,6…1,8 г/см3.

Опыты показали, что для каждого вида растений существуют оптимальные плотности. При уплотнении почвы выше оптимальной величины урожай (У) снижается, а при слишком большем уплотнении вообще отсутствует (рис. 7).

Рис. 7. График зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от плотности почвы

Плотность почвы считается очень важным фактором плодородия. Регулируют ее с помощью механической обработки почвы в соответствии с требованиями для отдельных видов растений.

Влияние на почву уплотнения и пути его снижения

Последствия переуплотнения почвы:

1. Ухудшает ее структуру, аэрацию, нитрификационную способность и т. д.; ухудшает микрорельеф агрофона и условия проведения последующих технологических операций;

2. Снижает эффективность действия минеральных удобрений;

3. Способствует развитию эрозионных процессов;

4. Увеличивает тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин, в результате чего на 10…17% возрастают удельные затраты энергии и топлива;

5. Вызывает снижение производительности агрегатов на 8…12% и более;

6. Приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур на 15% и более;

Снижение уплотняющего воздействия движителей МТА на почву осуществляется: за счет проведения технологических операций и конструктивных мероприятий.

Технологические операции:

1. Проведение полевых работ в наиболее оптимальные агротехнические сроки (период “спелости” почвы);

2. Совмещение операций (плоскорежущей лапой), выполняемых за один проход агрегата;

3. Внедрение чизельной обработки почвы, которая является менее энергоемкой в сравнении с отвальной пахотой, разрушает плужный след и позволяет почти в два раза больше накопить и сохранить влаги в почве;

4. Внедрение нулевой обработки почвы (сев стерневой сеялкой, пшеницу скрестить с пыреем и т. д.);

5. Возделывание сельскохозяйственных культур с применением постоянной технологической колеи (колейной системы земледелия).

Конструктивные мероприятия:

1.Широкое внедрение тягово-приводных агрегатов (мостовая технология возделывания сельскохозяйственных культур);

2.Использование широкопрофильных (арочных) шин с низким внутренним давлением воздуха.

3.Оборудование энергетических средств сдвоенными или строенными колесами;

4.Использование гусеничных и полугусеничных энергетических средств на основных полевых работах;

5.Внедрение резиноармированных гусениц для уменьшения их массы, а значит и общего давления трактора на почву.

Литература

2. Механіко-технологічні властивості сільськогосподарськи матеріалів:

Підручник / О. М.Царенко, Д. Г.Войтюк, В. М.Швайко та ін.;За ред. С. С.

Яцуна.-К.: Мета, 2003.-448с.: іл. ISBN 966-7947-06-8

3. Механіко-технологічні властивості сільськогосподарських матеріалів. Практикум:Навч. посібник/Д. Г.Войтюк, О.М. Царенко, С.С. Яцун та ін.;За ред. С.С. Яцуна:-К.:Аграрна освіта,2000.-93 с.: іл.

4. Хайлис Г. А. и др. Механико – технологические свойства сельскохозяйственных материалов – Луцк. ЛГТУ, 1998. – 268 с.

5. Ковалев Н. Г., Хайлис Г. А., Ковалев М. М. Сельскохозяйственные материалы (виды, состав, свойства). — М.: ИК «Родник», журнал «Аграрная наука», 1998.—208 с., ил. 113.—(Учебники и учеб, пособия для высш. учеб, заведений).

7. Скотников В. А. и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам. – Минск: Урожай, 1984. – 375 с.

9. Карпенко А. Н., Халаский В. М. Сельскохозяйственные машины. – М.: “Агропромиздат”, 1983. – 522 с.

Источник