АГРОИНФормация

Агропортал - все для специалистов агропромышленного комплекса

Физико-механические свойства почвы

Проведение технологических операций, их качество тесно связаны с физико-механическими (технологическими) свойствами почв. Сюда относятся: пластичность, липкость, твердость, сопротивление сдвигу, трение, связность и др.

Пластичностью называется способность почвы деформироваться и принимать приданную ей форму, сохранять ее после прекращения внешнего воздействия. Проявляется пластичность в определенных пределах влажности. Верхним пределом пластичности является влажность, при которой почва начинает течь, нижним — при котором почву еще можно раскатать в шнур диаметром 3 мм. Пластичность зависит от гранулометрического, химического и минералогического состава почвы, от формы ее частиц. Наибольшей пластичностью обладают глинистые почвы, наименьшей — песчаные. Увеличение содержания обменного натрия увеличивает пластичность, кальция и магния — уменьшает. Почвы с большим содержанием гумуса обладают меньшей пластичностью. Пластичная почва обладает слабым сопротивлением к механическому воздействию, при проходе по ней машин образуются колеи по ходу колес.

Липкость — способность почвы прилипать к соприкасающимся с ней предметам. Прилипает почва тогда, когда сцепление между почвенными частицами меньше, чем между ее частицами и соприкасающимися с ней предметами. Липкость зависит от гранулометрического, химического и минералогического состава почвы, ее структуры. Она максимально проявляется в определенных пределах влажности. Прилипание почвы к рабочим частям сельскохозяйственных орудий вызывает сильное тяговое сопротивление, при этом ухудшается качество ее обработки.

Твердость почвы — это сопротивление ее приложенным силам при разрезании, расклинивании, сдавливании. Существует тесная зависимость между тяговым сопротивлением почвы при обработке и перекатывании машин и твердостью почвы. Высокая твердость почвы снижает всхожесть семян, мешает развитию корней растений.

При проведении обработки большое значение имеют такие свойства почвы, как сопротивление сдвигу и трение. Трение металл — почва— это сила сопротивления скольжению металла по почве. Сопротивление сдвигу — это сопротивление почвы усилиям по смещению одной ее части по отношению к другой. Сопротивление сдвигу складывается из сцепления, обусловленного молекулярными и капиллярными силами, а также сил внутреннего трения. Сопротивление сдвигу зависит от гранулометрического состава, плотности сложения, влажности, а также прилагаемой внешней нагрузки.

Связность — способность почвы оказывать сопротивление усилиям, стремящимся разъединить почвенные частицы. Она зависит от гранулометрического, химического, минералогического состава, оструктуренности почвы. Наибольшей связностью обладают глинистые, насыщенные натрием почвы, наименьшей — песчаные. Более оструктуренные почвы обладают меньшей связностью. Такие технологические операции, как рыхление, крошение, перемешивание, выравнивание поверхности, проводятся наиболее качественно при наименьшей связности почвы.

Состояние почвы, при котором она хорошо крошится, обладает наименьшей связностью и липкостью, наблюдается в определенном интервале влажности и называется физической спелостью. Физическая спелость зависит от всех ее физико-механических свойств и, следовательно, тесно связана с гранулометрическим, химическим, минералогическим составом почв, их оструктуренностью и др. Большинство технологических операций необходимо проводить только в момент физической спелости почвы, при этом в результате крошения достигается наибольший выход агрономических ценных фракций структуры почвы (кроме' самых легких почв).

Наиболее простой способ определения физической спелости состоит в следующем: горсть почвы слегка сжимается в руке и бросается с высоты груди на землю. Если она рассыпается на мелкие комочки, то считается готовой к обработке. Физическая спелость для большинства почв варьирует в пределах от 60 до 90% относительной влажности почв. Для среднесуглинистых почв физическая спелость наступает при следующей абсолютной влажности (%): дерново-подзолистые—12—21, серые лесные — 15—23, черноземы— 15—24, каштановые— 13—23, каштановые солонцеватые — 13—20.

Интервал оптимальной влажности обработки в значительной мере зависит от гранулометрического состава почвы: чем он тяжелее, тем более узок интервал физической спелости. Особенно важно проводить обработку при ее физической спелости на тяжелых почвах. При пониженной влажности поверхностные силы связывают агрегаты друг с другом, при обработке пласт почвы не крошится, а ломается, образуются глыбы и большое количество пыли. При высокой влажности пласт не крошится, поверхность его становится блестящей (отвал залипается), замазывается, происходит образование корки и плужной подошвы, разрушается структура, при высыхании такая почва сильно затвердевает и требует интенсивной дополнительной обработки.

Обработку песчаных почв можно проводить в очень широком интервале влажности, так как они обладают наименьшей пластичностью, липкостью и связностью, однако образование оптимального размера агрегатов почвы происходит в значительно более узком интервале влажности.

Сроки наступления физической спелости зависят от гранулометрического состава почвы (чем легче почва, тем она раньше поспевает), рельефа (западины просыхают медленнее, чем ровные места и тем более склоны), экспозиции склона (южные просыхают раньше остальных), густоты растительности и др. Интервал оптимальной для обработки влажности почвы зависит от структурного состояния почвы, содержания гумуса и качественного состава обменных катионов. Поэтому при том же гранулометрическом составе этот интервал значительно шире у черноземов, которые лучше оструктурены, содержат больше гумуса и кальция. Состояние физической спелости у них сохраняется более длительный период времени. Это имеет очень большое практическое значение, так как позволяет проводить обработку в оптимальные сроки, что сказывается как на урожае, так и на плодородии почвы.

Состояние физической спелости почвы по-разному оценивается в зависимости от приема обработки почвы, особенностей действия на почву рабочих органов орудий, скорости обработки. Например, интервал влажности, при которой можно обрабатывать почву дисковыми орудиями, уже, чем при обработке фрезой, но шире, чем при обработке плугом. При увеличении скорости обработки возрастает интервал оптимальной влажности.

При состоянии физической спелости почвы тяговые усилия, необходимые для ее обработки, минимальны, в связи с чем уменьшается расход горючего и повышается производительность труда.

You are here