Способность почвы прилипать к орудиям обработки называется
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.
К основным свойствам почвы, от которых зависит качество обработки почвы, относятся: пластичность, липкость, связность, физическая спелость.
· Пластичность – способность почвы изменять свою форму под влиянием внешних сил без образования трещин и длительно сохранять ее. Пластичностью обладают глинистые, суглинистые и супесчаные почвы во влажном состоянии. Как в сухом, так и во влажном состоянии почвы не пластичны.
Влажность почвы, при которой она начинает течь, называется верхним пределом пластичности (предел текучести).
На пластичность почвы оказывают влияние состав коллоидной фракции, состав обменных катионов, содержание гумуса. С увеличением гумусированности почвы пластичность уменьшается.
· Липкость – свойство влажной почвы прилипать к другим телам. На липкость существенное влияние оказывает механический состав почвы. Глинистые почвы обладают большей липкостью, чем песчаные.
При увеличении степени насыщения почвы кальцием прилипание снижается, а натрием увеличивается. Из – за прилипания почвы к рабочим органам орудий их тяговое сопротивление увеличивается, и качество обработке ухудшается.
· Связность – способность почвы оказывать сопротивление внешнему усилию, стремящемуся разъединить почвенные частицы.
Она зависит от механического состава, структуры и влажности почвы. Наименьшую связность имеют песчаные почвы, наибольшую – глинистые. Бесструктурные почвы характеризуются максимальной связностью.
В сухом состоянии связность почвы наибольшая. По мере увлажнения почвы связность уменьшается и достигает наименьшего значения при влажности, характеризующей физическую спелость почвы.
· Биологическая спелость – почва делается рыхлой, но не распыленной, издает особый запах, темнеет, и становиться упругой. Эти изменения происходят в почве благодаря усиленной деятельности аэробных микроорганизмов, способствующих разложению органических веществ с выделением большого количества углекислого газа и летучих ароматических соединений. Биологическая спелость почвы неразрывно связана с е физической спелостью, которая наступает весной значительно раньше.
· Физическая спелость – состояние почвы, при котором она не прилипает к органам с\х орудий и хорошо крошится.
Весной раньше других наступает физическая спелость у песчаных и супесчаных почв, т.к. интервал влажности, при котором их можно обрабатывать, шире, чем у тяжелых почв. Высокое содержание гумуса способствует более раннему поспеванию почвы по сравнению с малогумусными.
Для придания почве благоприятной структуры ее необходимо обрабатывать в состоянии физической спелости. При обработке суглинистых и глинистых почв в спелом состоянии они легко крошатся на комки оптимального размера. При вспашке почвы в переувлажненном состоянии образуется сплошной пласт, который быстро теряет воду, и дальнейшее его разделывание приводит к сильному разрушению структуры. Вспашка сухой почвы сопровождается появлением крупных глыб и комков.
Наступление физической спелости почвы можно определить следующим образом. В нескольких местах на поле нужно взять немного почвы, слегка ее сжать и с высоты пояса человека уронить на землю. При этом спелая суглинистая и супесчаная почва распадается на мелкие комочки, а глинистая при падении не меняет сделанной в руке формы. Неспелая почва при падении сплющивается.
Физическая спелость почвы в пределах одного поля наступает неодновременно, поэтому обрабатывать ее надо выборочно, но по мере подсыхания отдельных участков.
К физико-механическим свойствам относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке. Физико-механические свойства активно воздействуют на рост и развитие растений, например, прорастание семян, распространение корней растений в глубину и ширину. Они оказывают большое влияние на почвообрабатывающие орудия.
Пластичность— способность почвы изменять свою форму под влиянием внешней силы без нарушения целостности и сохранять нужную форму после устранения действия этой силы. Пластичность проявляется только во влажном состоянии почвы. При сухом и избыточном увлажнении она практически не проявляется. Пластичность зависит от механического состава и определяется содержанием тяжелых глинистых частичек в почвенной толще. Определение механического состава полевыми методами (влажный способ) проводится по оценке пластичности. Химический состав также в значительной мере влияет на пластичность. Обогащение почв гидроксидами железа и алюминия — А1(ОН)3, Fе(ОН)3, насыщение ионами натрия ППК увеличивает пластичность почв. Пластичность характеризуется числом, которое представляет разность между влажностью почвы при верхнем и нижнем пределах пластичности. Чем больше число пластичности, тем пластичнее почва. По этому показателю выделяют четыре категории почв:
Набухание — увеличение объема почвы при увлажнении. Обусловлено поглощением воды почвенными коллоидами. Выражается в объемных % к исходному образцу.
Усадка — сокращение объема почвы при высыхании.
Связность почвы — способность противодействовать внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Степень связности определяется силой взаимодействия между механическими элементами почвы и зависит от механического, минералогического и химического состава, а также влажности почвы. Связность в значительной мере определяет твердость почвы.
Твердость почвы — способность почвы сопротивляться сжатию и расклиниванию. Это свойство почвы количественно выражается в кг/см2. Высокая твердость почвы и даже ее отдельных горизонтов неблагоприятно влияет на рост корневых систем растений, особенно плодовых и ягодных культур, указывает на плохие в агрономическом плане водно-физические свойства, увеличивает затраты энергии на обработку почв. С уменьшением влажности твердость почвы возрастает. Присутствие Са2+ и Мg2+ в ППК способствует уменьшению твердости в 10-15 раз по сравнению с таковой в солонцовых горизонтах. Механический состав в значительной мере влияет на твердость почвы. Так, глинистые почвы имеют максимальную твердость на раздавливание — 150-180 кг/см2. Твердость почвы определяет такое важное в технологическом плане свойство, как удельное сопротивление при обработке.
Удельное сопротивление— это сопротивление почвы при обработке, приходящееся на единицу поперечного сечения пласта. Удельное сопротивление выражается в кг/см2. Оно затрачивается на надрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность плуга и сельскохозяйственных орудий. Удельное сопротивление может изменяться в пределах 0,2-1,2 кг/см2 и зависит от механического, химического состава и влажности почвы. Наименьшее сопротивление имеют почвы легкие, не насыщенные основаниями, например, песчаные и супесчаные. Самым большим удельным сопротивлением обладают глинистые почвы, насыщенные Na+.
Физические и физико-механические свойства определяют такое важное в агрономическом плане состояние почвы, как спелость.Выделяют физическую и биологическую спелость почвы, которая имеет очень важное практическое значение.
Физическая спелость — состояние почвы, при котором она легко поддается механической обработке, а качество пашни — ее рыхлость и комковатость — наилучшее. Почва перестает прилипать к сельскохозяйственным орудиям и приобретает способность крошиться на комки.
В Нечерноземной зоне весной быстрее всего достигают физической спелости почвы легкого механического состава (песчаные и супесчаные) по сравнению с тяжелыми (глинистыми и суглинистыми).
Биологическая спелость — состояние почвы, при котором активно идут биологические процессы (микробиологическая деятельность, растения высшие и т.д.). В Нечерноземной зоне физическая и биологическая спелость наступает практически одновременно. Физические и физико-механические свойства почв могут изменяться в результате агрономического, химического и биологического воздействия.
Агротехнические мероприятия, такие, как вспашка, культивация, прикатывание, могут изменять плотность почвы, а значит, и порозность как пахотного, так и подпахотного горизонтов, при этом происходит снижение удельного сопротивления почв.
Химические воздействия активно изменяют физические и физико-механические свойства почвы. Так, известкование изменяет реакцию среды, состав обменных катионов, что приводит к уменьшению плотности почвы, пластичности, липкости.
Гипсование также изменяет реакцию среды, состав обменных катионов и в значительной степени физические и физико-механические свойства. При гипсовании солонцов снижаются плотность и твердость солонцового горизонта, удельное сопротивление, ослабевает способность к заплыванию и т.д.
Биологические приемы помогают улучшить физическое состояние почвы. Так, непосредственное возделывание культурных растений изменяет физические и физико-механические свойства. Применение зеленых и органических удобрений, например, навоза, помогает создавать благоприятные физические и физико-механические свойства почв.
Физико-механические свойства — это свойства, которые проявляются при воздействии на почву внешних нагрузок.
Они подразделяются на деформационные (сжимаемость, просадочность) и прочностностные (связность, твердость). Важные показатели физико-механических свойств почвы — ее набухаемость и консистенция (пластичность и липкость).
Сжимаемость. Это уменьшение объема (уплотнение) почвы под действием внешнего давления, например, при обработке почв тяжелой техникой. Сжимаемость почв характеризуется коэффициентом уплотнения и измеряется в см 2 /кг. Ее величина зависит от гранулометрического состава почвы, содержания органического вещества и оструктуренности. Уплотнение сопровождается уменьшением порозности, ухудшением водопроницаемости и условий для проникновения корней в почву.
Просадочностью, или просадкой, почв называется локальное понижение поверхности почвы в результате уменьшения ее пористости. Просадочность является частным случаем сжимаемости почвы. Просадка может возникать в результате растворения содержащихся в почве солей, с чем связаны такие формы рельефа, как степные блюдца.
Связность. Этот показатель характеризует прочность структуры и способность почвы противостоять внешнему усилию к разъединению частиц и выражается в кг/см 2 . Связность можно определить как прочность взаимного сцепления почвенных частиц. Она обусловлена силами адсорбции, слипания и цементации. Наибольшая связность характерна для сухих и слитых бесструктурных почв монтмориллонитового состава (до 250 кг/см 2 ).
Твердость почвы. Свойство почвы в естественном состоянии сопротивляться сжатию и расклиниванию называется ее твердостью. Другими словами, это сопротивление, оказываемое почвой проникновению в нее какого-либо тела под давлением. Выделяются следующие градации почв по твердости: рыхлая, уплотненная и твердая. Твердость почвы изменяется от 5 до 60 кг/см 2 . Она зависит от гранулометрического и минералогического составов почвы, содержания гумуса, влажности. Самой большой твердостью характеризуются солонцы в сухом состоянии. Твердость почвы определяет тяговое усилие почвообрабатывающих орудий. Тяговое усилие орудия (плуга, например), отнесенное к единице площади данного орудия, называется удельным сопротивлением почвы. Оно изменяется от 0,2 до 1,2 кг/см 2 и в значительной мере зависит от влажности почвы. В диапазоне 30—70 % общей влажности почвы удельное сопротивление находится в прямой зависимости от твердости почвы.
Набухаемость почвы. Это ее свойство увеличивать объем (набухать) при повышении увлажнения. Усадка — процесс, обратный набуханию, — уменьшение объема и растрескивание почвы при снижении ее увлажненности. Набухание и усадка наиболее значительно проявляются в слитых почвах и солонцах.
Консистенция почвы. Этот показатель определяется липкостью и пластичностью почвы.
Липкость — это свойство влажной почвы прилипать к поверхности другого тела. Она зависит от гранулометрического состава и возрастает в последовательности: песок, супесь, суглинок, глина. Почвы с Na в ППК обладают высокой липкостью. Липкость — важное производственное свойство почв, с ней связана их физическая спелость.
Физическая спелость — это состояние почвы, определяемое уровнем увлажнения, при котором исчезает ее способность пригнать к сельскохозяйственным орудиям.
Пластичность почвы — это способность влажной почвы под воздействием внешних сил приобретать или менять форму (деформироваться) без разрывов и трещин и сохранять ее после прекращения механического воздействия. Пластичность определяется гранулометрическим составом почвы. Различают непластичные, пластичные и сильнопластичные почвы. Пластичность глин вдвое больше суглинков. Пески практически непластичны.
Физико-механические свойства почв следует учитывать при лесоустроительных работах, механической обработке почв, строительстве дорог и фундаментов, гидротехнической мелиорации, а также при проектировании сельскохозяйственной, дорожной и лесозаготовительной техники.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: