Как определить плотность почвы

Почва – пористое тело, поэтому кроме плотности твердой фазы, она обладает объемной массой.

Плотностью почвы называется масса 1см 3 абсолютно сухой почвы в граммах при ее естественном строении. Рассыпчатым сложением характеризуются почвы или их горизонты, имеющие плотность почвы 0,85 – 1,05 г/см 3 , рыхлое 1,06 – 1,15 г/см 3 , плотное 1,16 – 1,35 и очень плотное – 1,36 – 1,60 г/см 3 .

Величина плотности почвы зависит от минералогического и гранулометрического состава, содержания гумуса, структурного состояния и сложения почвы. Она неодинакова для различных культур (табл. 5)

Таблица 5. Оптимальная плотность почвы, г/см 3 , под различными культурами

Культуры	Почва	Плотность почвы
Озимая рожь, овес Картофель Зерновые Бобовые, пропашные	Дерновоподзолистая, среднесуглинистая -//- Чернозем выщелоченный, темно-серые лесные Серые лесные суглинистые -//-	1,2 – 1,4 1,0 – 1,2 1,01 – 1,3 1,05 – 1,29 (Абрамов Н.В.,1992) 1,0 – 1,13 (Ландина,1976; Орлова, 1968) 1,0 -1,1

Обработкой почвы можно регулировать объем пор, а тем самым изменять плотность почвы.

Плотность, г/см 3	Оценка
2

где V – объем почвы с ненарушенным строением, помещенной в буре, см 3

Д – диаметр бура, патрона с острой стороны, см;

Н – высота бура, патрона по уровню почвы, см;

Плотность почвы определяют по формуле:

где: dv- плотность почвы, г/см 3

m сп – масса сухой почвы в объеме бура, г, которая рассчитывается по формуле:

mвп – масса влажной почвы в буре

V – объем почвы в буре, см 3

Результаты работы записывают по форме таблицы 6.

Таблица 6. Плотность 0-10 см слоя почвы, г/см 3

Показатель	Обозначения и формула расчета	Полученный результат
Повторность
1. Диаметр режущей части бура	D, см
2. Высота бура	H, см
3. Объем образца почвы	V=π*D 2 /4*Н, см 3
4. Масса пустого бура	m1, г
5. Масса бура с образцом почвы	m2, г
6. Масса влажной почвы в буре	m3= m2-m1, г
7. Влажность почвы в момент взятия образца	Wвес, %
8. Масса сухой почвы в буре	m4= m3*100/100+Wвес, г
9. Плотность почвы	dv= m4/V, г/см 3
Среднее значение	*

Материалы и оборудование:

1. Буры для взятия образца почвы.

2. Весы и разносы.

Контрольные вопросы

1. Что называют плотностью почвы?

2. От чего зависит плотность почвы?

3. Какие требования предъявляют растения к плотности почвы?

4. В каких расчетах используется величина плотности почвы?

Работа 4

Определение плотности твердой фазы почвы

Плотность твердой фазы почвы называют массу единицы объема твёрдых почвенных частиц (почвы без скважин). Обычно плотность твердой фазы почвы выражают в граммах на один кубический сантиметр (г/см³), и она всегда бывает больше плотности почвы в её естественном сложении. Или говорят, что плотность твердой фазы всегда больше её объемной массы.

Определение твердой фазы почвы необходимо для расчета пористости. Плотность твердой фазы почвы зависит от минералогического состава почвы, от содержания гумуса (табл. 7)

Таблица 7. Плотность твердой фазы некоторых минералов почв и гумуса

Показатели	Плотность твердой фазы, г/см 3
Кварц Ортоклаз Гипс Монтмориллонит Гумус Дерново-подзолистые почвы /пахотный слой/ Выщелочный чернозём, опытное поле ТГСХА /пахотный слой/	2,65 – 2,66 2,50 — 2,62 2,31 — 2,33 около 2,00 1,20 — 1,40 2,54 — 2,63 2,48 – 2,52

Плотность твердой фазы почвы устанавливают с помощью пикнометра – мерного сосуда, позволяющего учитывать объем жидкости с большей точностью. Принцип этого метода заключается в определении объема частиц навески почвы, взятой для анализа, по вытесняемой жидкости.

Порядок выполнения работы

Для определения плотности твердой фазы используют воздушно–сухую почву. Пробу почвы растирают в ступке и всю просеивают через сито с отверстиями 1мм.

1. Взвешивают сухой пустой пикнометр; взвешивания и расчеты производят с точностью до 0,01г.

2. 10 -15г. просеянной почвы или торфа 5г., помещают в пикнометр.

3. Для определения объема твердых частиц в навеске пикнометр с почвой наполняют водой сначала до половины и кипятят в течение 30 минут для удаления воздуха из почвы.

4. После кипячения пикнометр охлаждают, наполняют его водой до метки и удаляют пузырьки воздуха и всплывшие легкие частицы с помощью фильтровального жгутика, снова доливают пикнометр до метки (с помощью пипетки) и взвешивают. Воду с почвой выливают из пикнометра, промывают его, наливают дистиллированную воду до метки и взвешивают (снаружи пикнометр должен быть сухим и чистым). Результаты работы записывают в таблицу 8.

Таблица 8. Плотность твердой фазы почвы.

ПОКАЗАТЕЛЬ	Обозначения и формула расчета	Полученный результат
1. Масса пикнометра, №	m1, г
2. Масса пикнометра с почвой	m2, г
3. Навеска взятой в пикнометре почвы	m3, г
4.Влажность почвы	Wг, %
5. Навеска сухой почвы в пикнометре	m4 = m3*100/ Wг+100 ,г
6. Масса пикнометра с почвой и водой	m5, г
7. Масса пикнометра с водой	m6, г
8. Объем твердой фазы почвы	V=( m6+ m4 — m5 ), см³
9. Плотность твердой фазы почвы	do= m4 /V, г/см³

Вывод:_________________________________________________________________

Материалы и оборудования:

1. Измельченная, просеянная воздушно–сухая почва.

3. Весы, разновесы.

4. Электрические плитки.

5. Дистиллированная вода.

6. Фильтрованная бумага.

7. Карандаш по стеклу.

8. Ведро для отходов.

Контрольные вопросы:

1. Что называется плотностью твердой фазы почвы?

2. От чего зависит плотность твердой фазы?

3. Метод определения твердой фазы почвы?

4. Практическое использование величины плотности твердой фазы почвы?

РАБОТА 5

Дата добавления: 2016-09-06 ; просмотров: 2124 | Нарушение авторских прав

Плотностью почвы называют массу единицы её объёма в естественном сложении. Плотность почвы (ПП) — одна из важнейших физических характеристик, влияющая на водный, воздушный и тепловой режимы почвы, её биологические свойства и урожайность сельскохозяйственных культур.

Плотность минеральных почв колеблется от 1,0 до 1,8 г/см 3 . В верхних горизонтах чернозёмных почв плотность составляет 1,0-1,2, в нижних — 1,3-1,6 г/см 3 . У почв с низким содержанием гумуса плотность в верхних горизонтах изменяется в пределах 1,3-1,6 г/см 3 , в нижних — 1,6-1,8 г/см 3 . Наименьшую плотность имеют торфяные горизонты болотных почв — 0,2-0,08 г /см 3 .

Повышенная плотность суглинистых и глинистых почв уменьшает общую порозность и объём пор, занятых воздухом, увеличивает объём неактивных пор, в которых вода практически недоступна растениям, снижает скорость фильтрации воды. Сильно уплотнённая почва в сухом состоянии оказывает большое сопротивление развитию корневой системы растений, при её обработке требуются дополнительные энергозатраты. В переувлажнённой плотной почве создаются неблагоприятные условия аэрации для деятельности микроорганизмов и роста корневой системы. И наоборот, очень рыхлые почвы быстро иссушаются, происходит нарушение контакта семян и корней растений с почвой, что приводит к низкой всхожести семян и плохому росту и развитию растений.

Значение анализа. Показатели плотности почвы необходимы для вычисления порозности почвы, массы (веса) почвенного горизонта, для вычисления запасов влаги, питательных веществ, гумуса, микроэлементов в почве, норм её полива и др. По плотности сложения верхних горизонтов судят об окультуренности почв (табл. 2).

Оценка плотности почв (по Н. А. Качинскому, 1970)

Качественная оценка (для суглинистых и глинистых почв)

Почва вспушена или богата органическим веществом (дернина)

Типичные значения для культурной свежевспахан- ной почвы

Прежде чем планировать посадки на своем участке, особенно если это участок новый, или вы замечаете, что урожайность снизилась, и растения стали хуже расти, нужно узнать свойства почвы. В домашних условиях легко определить механических состав и плотность почвы. Для этого мы составили специальные таблицы, которые помогут вам безошибочно измерить показатели и выбрать удобный способ для улучшения свойств почвы на своем участке.

Как определить состав почвы в домашних условиях

Чтобы самим узнать механический состав своей почвы, предлагаем очень простой способ.

1. Приготовьте образец почвы.
2. Наберите из него 2 ч.л. и насыпьте в пробирку (или 5 ч.л. в тонкий стакан) с дистиллированной водой.
3. Взболтайте в течение 5 мин. и поставьте емкость на стол. Засеките время.
4. Теперь возьмите линейку и определите, на сколько см осветляется вода за 1 мин.
5. Результаты оцените по таблице определения механического состава почвы в домашних условиях.

Таблица 1. Определение состава почвы в домашних условиях

№	Механический состав почвы	Содержание физической глины, %	Скатывание почвы при тестообразном состоянии	Осветление воды в пробирке (за 1 мин)
1	Песок	0-5	Не скатывается в шнур	Осветляется полностью
2	Супесь	10-20	Не скатывается, сжимается в непрочные клочки	Осветляется на 5-7 см
3	Легкий суглинок	20-30	Не скатывается в шнур, распадается на дольки	Осветляется на 2-5 см
4	Средний суглинок	30-40	Шнур сплошной, кольцо разламывается	Осветляется на 1-2 см
5	Тяжелый суглинок	40-50	Шнур сплошной, кольцо с трещинами	Осветляется на 1-3 см
6	Глина легкая	50-65	Кольцо цельное, без трещин	Осветляется до 1 мм или совсем не осветляется

Наиболее благоприятные для возделывания овощных культур и картофеля:

• легкие и средние суглинки,
• с содержаниемфизической глины от 20 до 40%,
• не скатывается в шнур при тестообразном состоянии,
• быстро осветляются соответственно на 2-5 и 1-2 см, в отличие от тяжелого суглинка и глины легкой.

Для большинства овощных растений и картофеля оптимальными являются легко- и среднесуглинистые почвы

Как определить плотность почвы в домашних условиях

Следующим очень важным физическим показателем плодородия является объемная масса, или плотность почвы.

Плотность почвы – это масса абсолютно сухой почвы в ненарушенном состоянии (со всеми имеющимися в почве порами) в единице объема

Значения плотности почвы изменяются в пределах от 0,4 до 1,8 г/см³ и зависят от:

1. механического состава,
2. количества органического вещества,
3. структуры почвы.

Оптимальная плотность для большинства культур, включая овощи и картофель, равна 0,9-1,2 г/см³

При этих значениях плотности создаются:

• наиболее благоприятные водный, тепловой, воздушный и питательный режимы в плодородном слое почвы,
• наиболее оптимальные условия для корневой системы.

На примере картофеля четко видно, как увеличение плотности почвы снижает урожайность и качество этой культуры (таблица 2).

Таблица 2. Урожай и качество картофеля в зависимости от плотности почвы

Плотность почвы, г/см³	Урожай		Содержание витамина С, мг %
	г/куст	%
1,1 (контроль)	781	100,0	13
1,2	723	93,2	12,9
1,35	469	60,1	12,5
1,5	389	49,8	12,1

Снижение урожайности объясняется тем, что в уплотненной до 1,35 г/см³ и выше происходят негативные процессы:

1. затрудняется воздухообмен между почвенным и атмосферным воздухом,
2. плохо развивается корневая система,
3. оказывается большее сопротивление формированию клубней,
4. ухудшается деятельность микроорганизмов.

Для оценки воздушного состояния почвы рассмотрим таблицу 3.

Таблица 3. Состав атмосферного и почвенного воздуха (в % от объема)

Воздух	Азот (N2)	Кислород (O2)	Углекислый газ (CO2)	Оценка состояния
Атмосферный	78,8-79,1	20,95-21,9	0,03	постоянное
Почвенный	68,0-78,8	10-20	11-1	переменное

Если состав атмосферного воздуха в целом постоянный, то содержание кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе может сильно колебаться в зависимости от типа почвы, ее механического состава, содержания влаги и других параметров.

Установлено, что для овощных культур и картофеля складываются благоприятные физические условия в течение вегетационного периода, если:

• Концентрация углекислого газа CO² в почвенном воздухе превышает 1-2%, содержание O² составляет не менее 18%.
• При таком обеспечении кислородом в почве развиваются аэробные процессы и создаются благоприятные условия для произрастания растений.
• А это достигается только при наличии оптимальной плотности почвы 0,9-1,2 г/см².

Самостоятельное определение плотности почвы выглядит таким образом.

Возьмите стеклянную банку емкостью 250 или 500 мл и взвесьте на весах с точностью не менее 1 г.

1. Насыпьте в нее без нарушения строения почву из пахотного слоя (плотно, но не разрушая комков).
2. Поставьте заполненную емкость в духовку с температурой 80-100 °С на 5-6 часов.
3. Затем охладите и взвесьте.

Плотность почвы рассчитывают по формуле:

Плотность почвы (г/см³) = масса сухой почвы в банке (г) : объем банки в см³ (1 мл соответствует 1 см³).

Сравните свой результат с данными таблицы по определению плотности почвы. Таблица поможет принять правильные меры по улучшению почвы при ее неоптимальной плотности.
___________________________________________

Таблица 2. Определение плотности почвы и способы ее улучшения

№	Плотность почвы, г/см³	Оценка почвы	Способы снижения плотности
1	Менее 1,0	Оптимальная для овощей и картофеля	Обычные нормы органики: 2,5-3 кг/м², минимум обработок
2	1,0-1,2	Подходит для овощных и оптимальная для корнеплодов	Обычные нормы органики: 2,5-3 кг/м², обычное количество обработок
3	1,2-1,4	Не подходит для овощных, корнеплодов и картофеля	Рыхлящие материалы раз в 5 лет: солома до 0,5 + торф до 10-15 кг/м², удвоенное количество обработок
4	1,4-1,6	Не подходит для большинства культур	Рыхлящие материалы раз в 3 года: солома 0,5 + опилки 0,7 + торф до 10-15 кг/м², утроенное количество обработок
5	Более 1,6	Критическая для большинства культур	Те же мероприятия, что при плотности 1,4-1,6 кг/м²

Как улучшить состав и плотность почвы

Для улучшения плодородности почвы, снижения плотности и достижения ее оптимального уровня рекомендуется внесение органики, рыхлящих материалов в виде соломы, торфа, а также увеличенное количество обработок своего участка.

Рыхлители для уменьшения плотности почвы

1. Внесение навоза

• В качестве рыхлителя нельзя вносить более 7 кг/м² неперепревшего и полуперепревшего навоза.
• Избыток навоза может привести к повышенному содержанию нитратов в почвах и урожае.

2. Внесение соломы и опилок

• Внося в качестве рыхлителя солому и опилки, добавьте дополнительное количество азотных удобрений из расчета 2 кг действующего вещества на 100 кг рыхлителя.
• Если этого не сделать, у растений может проявиться азотное голодание.

3. Посев сидератов

• При отсутствии указанных выше органических рыхлителей или в дополнение к ним очень эффективно возделывание в севообороте сидеральных культур.
• Они оказывают многостороннее положительное действие на все составляющие плодородия почвы и урожай овощных культур и картофеля.

В качестве сидератов подходят овес, соя и крестоцветные культуры. Сидеральные культуры желательно возделывать самостоятельно, выделяя для этого отдельный участок или поле, а также после уборки ранних культур — капусты, картофеля, лука и др.