Работа 1.5 определение плотности твердой фазы почвы

Основные понятия

Почва как физическое тело состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной.

Плотностью твердой фазы (d) почвы называют отношение массы твердой фазы почвы в сухом состоянии к массе равного объема воды. Ее величина зависит от минералогического состава почвы и количества в ней органического вещества, определяется средней величиной плотности веществ, составляющих почву и их относительным содержанием. В состав минеральной части почвы входят кварц, полевые шпаты, глинистые минералы, плотность которых колеблется от 2,40 до 2,80 г/см³. Железосодержащие минералы имеют более высокую плотность до 4 г/см³. Плотность гумуса составляет 1,2 — 1,4 г/см³, поэтому высокогумусные почвы или горизонты имеют более низкую плотность твердой фазы — 2,4 - 2,5 г/см³, почвы малогумусные и нижние горизонты гумусных почв имеют более высокую плотность твердой фазы 2,60 — 2,80 и до 3,00 г/см³ — в красноземах и желтоземах.

Приблизительно плотность твердой фазы определяют пикнометрическим методом. При этом вычисляют объем и массу твердой фазы почвы. Объем устанавливают, вытесняя воду взятой навеской почвы.

Ход работы

1. Пикнометр на 100 мл, заполняют свежепрокипяченной остуженной дистиллированной водой до отметки и взвешивают.

2. Отвешивают 10 грамм мелкозема.

3. Из взвешенного пикнометра выливают немного больше 0,5 объема воды и всыпают в него навеску почвы.

4. Почву и воду в пикнометре кипятят 30 минут для удаления воздуха.

5. После кипячения пикнометр с содержимым охлаждают до комнатной температуры. Доливают прокипяченную и охлажденную воду до метки, вытирают снаружи фильтровальной бумагой и взвешивают. Температура пикнометра с водой и почвой должна быть одинаковой с первоначальной температурой пикнометра с водой.

6. Плотность твердой фазы вычисляют по формуле:

d = [А / (В+А)-С]

где d— плотность твердой фазы почвы, г/см³;

А — навеска сухой почвы, г; {А = а*100 / 100 + βгигр., где

а – навеска воздушно-сухой почвы, г;

βгигр. – гигроскопическая влажность, %}

В - масса пикнометра с водой, г;

С - масса пикнометра с водой и почвой, г.

Знание плотности твердой фазы указывает на соотношение минеральной и органической частей почвы и необходимо для вычисления пористости (порозности, скважности) почвы.

Работа 1.6 определение пористости почвы

Основные понятия

Пористостью (порозностью) или скважностью почвы называют общий объем всех пор или промежутков между почвенными частицами .в единице объема.

Объем пор в почве, их размер зависят от гранулометрического состава и структуры. В них размещаются вода, воздух, микроорганизмы, корни растений. Количество пор и соотношение их по размерам определяют важнейшие свойства почв и прежде всего водно-воздушные.

Общая пористость подразделяется на капиллярную и некапиллярную (поры аэрации). Некапиллярные поры обычно заняты почвенным воздухом. Вода в них находится под действием гравитационных сил и не удерживается. В капиллярных порах размещается вода, удерживаемая менисковыми силами. Поры, в которых находятся капиллярная вода, почвенный воздух, микроорганизмы и корни растений, называют активными.

К неактивньм относят поры, занимаемые связанной водой (прочносвязанная и рыхлосвязанная вода).

Величина пористости зависит от структурности, плотности, гранулометрического и минералогического состава почвы. Общую пористость можно рассчитать на основании плотности твердой фазы и плотности почвы по формуле:

Робщ. = (1 – dv / d ) * 100,

где Робщ. - общая пористостъ (в объемных процентах);

dv – плотность почвы, г/см³;

d – плотность твердой фазы почвы, г/см³.

Оценка общей пористости суглинистых и глинистых почв, предложенная Н.А. Качинским приводится в таблице 6.1.

С общей пористостью связаны такие важнейшие свойства как водопроницаемость и воздухопроницаемость, газообмен между почвой и атмосферой.

Часть общей пористости почвы, занятая воздухом, называется пористостью аэрации.

Таблица 6.1 — Качественная оценка пористости почв

Общая пористость, %	Качественная оценка
70	Избыточно пористая. Почва вспушена
55-65	Отличная. Культурный пахотный слой.
50-55	Удовлетворительная для пахотного слоя.
50	Неудовлетворительная для пахотного слоя
40-25	Чрезмерно низкая, характерно для уплотненных иллювиальных горизонтов

Пористость аэрации вычисляют на основании данных общей пористости, влажности и плотности почвы и выражается в процентах по отношению к объему почвы.

Объем пор занятых водой Рв определяют по формуле:

Рв = dv βпол. ,

где – dv - плотность почвы, г/см³ ;

βпол.— влажность почвы, %.

Пористость аэрации рассчитывают по формуле:

Раэр. = Робщ. - Рв

В агрономическом отношении важно, чтобы почвы имели наибольшую пористость капилляров, заполненную водой, и одновременно пористость аэрации не менее 20 — 25 % от общей пористости.