Общефизические свойства почв

Общефизические свойства. Почва – сложный компонент лесной экосистемы, обладающий множеством свойств. Основой физических свойств почвы являются плотность (d), объемная масса (r), удельная площадь внутренней поверхности. Обще физические свойства зависят от гранулометрического состава.

Определение удельной массы почвы. Удельная масса горизонта почвы числено равна отношению массы твёрдой минеральной части к её обьёму. Определяется величина d пикнометрическим методом (Вадюнина, Корчагина, 1986: Ломтадзе, 1990).

Одновременно определяют влажность образца воздушно-сухой почвы, так называемую гигроскопическую влажность, W_t. Рассчитывают плотность твердой фазы p_s:

где m_s - масса абсолютно сухой почвы [г], m1 - масса почвы в пикнометре [г], W_r - гигроскопическая влажность (% к массе абсолютно сухой почвы), V- объем почвы в пикнометре [см³], рассчитываемый как V = V₁ - (m3 – т2)/р_w, где F, - объем пикнометра [см³] -100 мл, т3 - масса пикнометра с почвой после кипячения и долитой до метки водой, т2 - масса пикнометра с почвой [г], p_w- плотность воды [г/см³]. Второй член разности (т3 - т₂)/p_w предcтавляет собой не что иное, как объем долитой воды.

Заметное влияние на величину d оказывает содержание органического вещества в почвенном горизонте (особенно для заторфованных верхних горизонтов лесных почв). Обработка имеющегося в научной литературе материала о влиянии содержания органического вещества на величину d почв и грунтов (Сеськов, 1977; Рубинштейн, 1986) свидетельствует, что с достаточной степенью точности значение d можно получить, зная содержание органического вещества (в %) и пользуясь приведённой выше таблицей 5, по следующей зависимости (Росновский, 1997):

(1.1)

где d_m – удельная масса минеральной основы по табл. 1; d_t - удельная масса органического вещества (d_t ~ 1,48 г/см³); Q - содержание органического вещества, %.

Например, имеется почва супесчаного гранулометрического состава. Содержание гумуса в ней 10%, тогда удельная масса равна:

d = 2,66 – [(2,66-1,5)/100]×10 = 2,54 г/см³.

Определение плотности почвы. Плотность (или плотность сложения) почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается она в г/см³. Плотность почвы зависит от минералогического и гранулометрического составов, структуры и содержания органического вещества. Она может существенно изменяться при обработках, под уплотняющим воздействием передвигающихся машин и орудий.Наиболее рыхлой почва бываетсразу после обработки, затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность приходит в состояние равновесия,т. е. мало изменяется (до следующей обработки).

Плотность почвы (r) или так называемая обьёмная масса сухого вещества. Определяют оrбьёмную массу методом режущего кольца (Вадюнина, Корчаггина, 1985; Ломтадзе, 1990). Для её определения отбирают точно фиксированный обьём почвенного горизонта природного сложения и природной влажности. Для таких целей очень удобно пользоваться гильзами для компрессионных испытаний из полевой лаборатории Литвинова (ПЛЛ - 9), которые имеют крышки и строго фиксированный объём – 50 см³. Отобранные образцы закрывают в гильзе крышками и обматывают изолентой для фиксации крышек и последующего определения влажности почвы. Отобранные таким образом образцы сначала взвешиваются (для определения их влажности), затем с ними проводят фильтрационные и компрессионные испытания и лишь затем высушивают в сушильном шкафу для определения величины r.

r = m/V,

Где m – масса грунта в кольце (г), V – объем кольца (см3).

Зная величины r и d можно определить исходные пористость (n) и коэффициент пористости (е), для чего используются зависимости:

n = 1 - r/d; (3.12)

Пористость выражают в % от общего объема почвы и вычисляют по показателям плотности почвы W и плотности твердой фазы (d).

Очевидно, что сумма объемов пор и частиц равна единице (т + п = 1), где m – объем твердой фазы почвы.