Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Реферат - Фізичні властивості грунтів - файл 1.docx


Реферат - Фізичні властивості грунтів
скачать (26.6 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx27kb.05.02.2012 10:12скачать

содержание

1.docx

Фізичні властивості грунтів

Загальними фізичними властивостями грунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного грунту і його пористість.

Щільність твердої фази (d) – інтегрована щільність усіх компонентів твердої фази грунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки) або маса одиниці об'єму грунту без пор.

Верхні горизонти грунту мають меншу щільність, ніж нижні, тому що щільність гумусу становить 1,4-1,8, а щільність мінеральних компонентів – 2,3-3,3 г/см куб. Найвищою щільністю твердої фази володіють ілювіальні та солонцеві, найнижчою – торфові та тучні (сильногумусовані) горизонти. Для більшості грунтів щільність твердої фази складає 2,40-2,65 г/см куб, а для торф'яних – 1,4-1,8 г/см куб.

Щільність грунту (р) – маса одиниці об'єму грунту в природному непорушеному й сухому стані.

Завдяки наявності пор, заповнених повітрям, щільність грунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Щільність грунту верхніх горизонтів становить 0,8-1,2 г/см куб, а нижніх – 1,3-1,6 г/см куб. Залежить ця величина від мінералогічного та гранулометричного складу грунту, його структури, вмісту органічної речовини, обробітку грунту. Оптимальна щільність становить 1,0-1,2 г/см куб, а коливається від 0,4 (торф) до 1,66 (ілювіальні горизонти) [Див. додаток 1].

Дані досліджень свідчать, що інтенсивний обробіток є головною причиною широкого розповсюдження на Україні фізичної деградації грунтів – руйнування природної структури, появи брил і пилу, переущільнення і, як наслідок — підсилення водної і вітрової ерозії, погіршення водно-повітряного режиму, умов росту і розвитку кореневих систем рослин тощо. Головним напрямком боротьби з фізичною деградацією грунтів є мінімалізація їх обробітку.

Пористість грунту (Р) – сумарний об'єм усіх пор між частками твердої фази одиниці об'єму грунту, виражений у процентах.

Її можна вирахувати за формулою:

де р – щільність грунту, г/см куб; d – щільність твердої фази, г/см куб.

Пористість залежить від мінералогічного складу, структурності, життєдіяльності грунтової біоти (особливо фауни) та від обробки грунту сільськогосподарськими знаряддями. Пори в грунті утворюються між окремими механічними елементами й агрегатами та в середині агрегатів.

Важливою екологічною характеристикою грунту є пористість аерації, тобто об'єм пор, заповнених повітрям. Повітря заповнює пори, не зайняті водою. Цей 

показник залежить від багатьох факторів, але в першу чергу від гранулометричного складу та агрегованості. У піщаних едафотопах пористість аерації складає більше 25%, у суглинистих – 20-15%, а в глинистих – не більше 10% від загального об'єму грунту. Проте в глинистих грунтах на величину пористості аерації впливає ступінь агрегованості. У добре агрегованих грунтах з макроагрегатами крупнішими за 5 мм у діаметрі формується велика кількість макропор, що чудово дренують воду і залишаються заповненими повітрям майже увесь час. Пористість аерації в таких грунтах зростає до 20-30%.

Загальні фізичні властивості грунту залежать від мінералогічного, механічного і структурного складу. Так, гумусний горизонт структурного грунту (наприклад, чорнозему) має високу пористість (до 70%), а безструктурного глинистого грунту – значно меншу (<50%).

Основними фізико-механічними (реологічними) властивостями грунту є липкість, пластичність, набухання й усадка. Усі вони залежать від умісту в грунті глинистих мінералів.

Пластичність – здатність грунту змінювати свою форму під впливом будь-якої зовнішньої сили без порушення суцільності та зберігати свою форму після знешкодження впливу зовнішньої сили. Ця властивість зумовлена наявністю в грунті мулистої фракції.

Сухий грунт не володіє пластичністю. Пластичність зростає при збільшенні вмісту обмінного натрію та зменшується при насиченні грунту катіонами кальцію, магнію та гумусовими речовинами.

Липкість – здатність вологого грунту прилипати до інших тіл. Визначається силою, що треба прикласти для відриву металічної пластини від грунту, і виражається в г/см кв.

Залежить від тих же факторів, що і пластичність. Обмінні катіони та гумус на явище липкості впливають аналогічно.

Набухання – збільшення об'єму грунту при зволоженні. Зумовлене сорбцією вологи грунтовими частинками й гідратацією обмінних катіонів.

Залежить від мінералогічного складу та складу колоїдів і обмінних катіонів. Найвища здатність до набухання встановлена у грунтів, багатих на монтморилоніт та вермикуліт, найменша – у збагачених каолінітом. Сильно набухають грунти, насичені натрієм.

Усадка – зменшення об'єму грунту при його висиханні.

Усадка – явище, протилежне до набухання, тому залежить від тих же факторів. Сильна усадка призводить до утворення крупних тріщин, розриву кореневих систем, зростання випаровування з поверхні грунту. Пластичність, липкість, сильна усадка та набухання – негативні фізико-механічні властивості грунтів. 

До механічних властивостей грунтів належать також твердість, зв'язність і питомий опір.

Від гранулометричного складу та фізичних властивостей грунтів залежить система їх обробітку та особливості інших агротехнічних заходів, строки польових робіт, система удобрення, структура посівних площ тощо.

Мінералогічний, хімічний та гранулометричний склад грунтотворних порід мають великий вплив на географію та екологію грунтів. Цей вплив може проявлятись безпосередньо або опосередковано шляхом дії на інші фактори грунтоутворення. Прикладом безпосереднього впливу мінералогічного й хімічного складу може служити формування дерново-карбонатних грунтів у лісовій зоні, де суцільно розповсюджені кислі сильнопідзолисті грунти. Це пояснюється тим, що в породах, льодовикових суглинках, у значній мірі наявні уламки й валуни осадових вапняків. Наявність крупних мас кальциту нейтралізує кислі грунтові розчини, перешкоджає виносу елементів із грунту, тобто опідзоленню. У результаті на ділянках із вапняками формуються грунти не опідзолені, не вилугувані, що різко відрізняються від відповідних, утворених на льодовикових породах, у складі яких основними мінералами є кварц і силікати.

Розглянемо декілька прикладів:

^ Фізичні властивості дерново-підзолистих грунтів, підстелених щільними

карбонатними породами, у межах Малого Полісся

У дерново-слабопідзолистому ґрунті на закинутій ріллі суттєво переважає

брилувата фракція. Серед агрономічно цінних переважають агрегати розміром 7-3 мм. За шкалою оцінки структурного стану, як орний так і підорний шар даних ґрунтів характеризується, як незадовільний (вміст повітряно-сухих агрегатів розміром від 0,25 до 10 мм становить близько 30%).

Дерново-слабопідзолисті ґрунти на пасовищі характеризується незадовільною структурою, у досліджуваному горизонті значно переважає брилувата фракція, незадовільна для росту і розвитку рослин – 66,84 %. Основними факторами руйнування структури ґрунту є частий обробіток ґрунту сільськогосподарською технікою до залуження у минулому та випасання ВРХ у наш час. Серед мезоагрегатів переважає грудкувата (8,29%) та дрібно-грудкувата (5,56%) фракції.

Дерново-слабопідзолисті ґрунти під лісом мають задовільний структурний стан. Вміст брилуватої фракції у них незначний, лише 38,79 %, проте у цих ґрунтах відбулося розпилення структури, про що свідчить вміст фракції більше 0,25 мм – 17,71 %, серед мезоагрегатів переважає зерниста фракція.



Структурний стан дерново-слабопідзолистого ґрунту на полі після посіву пшениці відзначається, як незадовільний. Орний гумусово-елювіальний шар на 2/3 складається з брилуватої фракції.

Розріз дерново-карбонатного неглибокого ґрунту закладений на ріллі, яка щорічно зазнає технологічної трансформації. Вміст агрегатів більше 10 мм займає більше 60 % структурних фракцій ґрунту. Коефіцієнт структурності становить 0,56. Спостерігається значне переважання фракцій розміром 7-5 мм.

Найістотніших змін при окультуренні ґрунтів зазнає вміст водостійких агрегатів. Крім того, водостійкість є важливою агрономічною властивістю ґрунтової структури, яка проявляється через здатність структурних агрегатів тривалий час протистояти руйнівному впливу води.

Стійкість ґрунтових агрегатів в першу чергу, залежить від якості гумусових речовин, які є основним “клейким” матеріалом. Чільне місце має також наявність у ґрунті незворотньо скоагульованих і мінеральних колоїдів, що зумовлює цементування гранулометричних елементів [1]. Лише водостійка структура з високою шпаруватістю, пухкою упаковкою агрегатів є агрономічно цінною.

Найвищим показником водостійкості серед досліджуваних ґрунтів характеризується Неор. горизонт дерново-слабопідзолистого ґрунту, підстеленого глибше 120 см елювієм щільних карбонатних порід, на полі після посіву пшениці, який становить 228,4% (табл.1). Незначним переважанням мезоагрегатів, виділених при мокрому просіюванні, над мезоагрегатами, виділених при сухому просіюванні, відзначається гумусово-елювіальний орний горизонт дерново-слабопідзолистого глеюватого ґрунту, на перелозі – 126,1%, а також гумусово-елювіальний-ілювіальний орний горизонт дерново-слабопідзолистого ґрунту на закинутій ріллі.

Дерново-карбонатний неглибокий ґрунт, що досліджувався на полі після цукрових буряків, має коефіцієнт водостійкості 102,9%. Водостійких агрегатів розміром менше 0,25 мм у 30 разів більша, ніж при сухому просіюванні.

Проте, наявність у повітряно-сухому ґрунті більшої кількості фракцій розміром більше 1 мм, ніж після мокрого фракціонування, вказує на те, що ці ґрунти, висихаючи, мають порівняно високу здатність агрегуватися і відновлювати свою структуру. М.А. Качинський [3] відзначає, що роль цементу у процесі утворення істинних агрегатів таких ґрунтів, у багатьох випадках відіграє СаСО3.

Агрономічне значення структури полягає в тому, що вона позитивно впливає на щільність будови, шпаруватість ґрунту, повітряний, тепловий і поживний режими.



Діагностичним критерієм морфології ґрунтів є щільність твердої фази, щільність будови ґрунту, загальна шпаруватість та шпаруватість аерації. Зауважимо, що щільність твердої фази ґрунту залежить від його хімічного і мінералогічного складу та вмісту гумусу. У дерново-підзолистих ґрунтах, підстелених щільними карбонатними породами, серед первинних мінералів переважає кварц (80%) і польові шпати (10%), з-поміж вторинних – гідрослюди (60-80%), каолініт (10-20%) [6]. У межах ґрунтового профілю цей показник коливається у вузькому діапазоні, що зумовлено однорідністю мінералогічного складу продуктів вивітрювання із поступовим зменшенням гумусу. У малогумусних дерново-підзолистих ґрунтах, згідно з даними Вадюніної А.Ф і Корчагіної З.А., щільність твердої фази коливається приблизно в межах 2,6-2,8 г/см3.

Щільність будови. Ця величина є важливою ознакою фізичних параметрів ґрунту і водночас – одна з найдинамічніших величин. Вона змінюється в часі та просторі, що пов’язано з динамікою вологи, з ущільненням ґрунту внаслідок просадки, особливо у верхніх горизонтах, які найчастіше зазнають впливу зовнішнього середовища і антропогенного фактора. У процесі ущільнення ґрунтів зменшується не лише загальний об’єм шпар, але і їхній розмір, що впливає на ризосферу ґрунту. Ущільнений ґрунт погано вбирає та фільтрує вологу, а це за наявності зливових опадів сприяє збільшенню поверхневого стоку та ерозії, зниженню вологозабезпеченості рослин [1].

За класифікацією М.А. Качинського [3], щільність будови орного горизонту (0-20 см) ґрунтів характеризується такими величинами, г/см3: менше 1,00 – дуже пухкий; 1,00-1,20 – пухкий; 1,20-1,40 – середньо ущільнений; 1,40-1,50 щільний; понад 1,50 – дуже щільний.

Згідно з результатами наших досліджень, дерново-підзолисті ґрунти, підстелені щільними карбонатними породами, на перелозі характеризуються за шкалою М.А Качинського як середньоущільнені. На ріллі цей показник становить 1-39-1,41 г/см3 (табл.2). З глибиною показники щільності будови зростають. Під орними горизонтами на глибині 30-60 см у досліджуваних ґрунтах сформувались різко виражені щільні опресійні горизонти, щільність будови у них коливається в межах 1,60-1,80г/см3.

Ґрунти під лісом мають щільність будови 1,32 г/см3 у НЕ горизонті дерново-слабопідзолистих ґрунтів на елювії щільних карбонатних порід та 1,03-1,24 г/см3 у дерново-приховано-підзолистих ґрунтах на водно-льодовикових відкладах (табл.2). В обох випадках простежується значне збільшення щільності будови у ілювіальному горизонті. Це відбувається за рахунок процесів акумулювання мулистих частинок і півтораокислів у цих горизонтах.



Сільськогосподарське використання ґрунтів призводить до ущільнення орного шару, але найбільшого ущільнення зазнає підорний горизонт. За даними В.В Медведєва і В.Г. Цибулька, деформація й ущільнення під впливом знарядь обробітку поширюється на глибину 40-50 см [5, 6]. Це підтверджується і нашими дослідженнями, а також вказує на те , що у малопотужних ґрунтах спостерігається переущільнення практично у всіх генетичних горизонтах.




Скачать файл (26.6 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации