ПОЧВОВЕДЕНИЕ. Свойства почв

 

 

Пластичность и липкость почв. Реологические свойства почвы

 

Одним из главных реологических свойств почв является их пластичность

 

Пластичностью называется способность почв менять свою форму (деформироваться) под действием внешних сил (без разрывов и трещин) и сохранять полученную форму после прекращения механического воздействия Пластичность определяет консистенцию почвы — степень подвижности слагающих почву частиц под влиянием механического воздействия при различной влажности.

 

Выделяют несколько форм консистенции:

 

а)         твердая — почва имеет свойства твердого тела, не пластична;

б)        полутвердая — переходное состояние между твердым и пластичным телом; в) вязкопластичная — почва обладает пластичностью, но не прилипает к другим телам; г) липкопластичная — почва обладает пластичностью и прилипает к другим телам; д) вязкотекучая — почва в состоянии растекаться толстым слоем; е) жидкотекучая — почва может растекаться тонким слоем.

 

В обычных условиях для почв характерны четыре первые формы консистенции. Однако в некоторых почвах с сильным переувлажнением в отдельные периоды наблюдаются и текучие состояния.

 

Они определяют подвижность (ползучесть) почв — способность ее в переувлажненном состоянии течь под влиянием собственной массы Текучесть почв активно проявляется в тундре, а также на склонах в зонах выклинивания грунтовых вод При этом создаются специфические солифлюкционные формы рельефа Частный случай текучести — тиксотропность, когда переувлажненные почвы приобретают текучесть при механическом воздействии и снова переходят в твердое состояние в покое

 

 

Подобное явление обусловливает высокую уязвимость тундровых ландшафтов, когда даже при небольших механических воздействиях происходит сползание тиксотропных масс по водоупорам и на поверхность выходят мерзлые неплодородные грунты

 

Определенное влияние оказывает текучесть (ползучесть) и на развитие эрозионных процессов на склонах константы Аттерберга: I) верхний предел пластичности, или предел текучести, — массовая влажность почв, при которой стандартный конус под действием собственной массы (76 г) погружается в почвенный образец на 10 см; 2) нижний предел пластичности — граница между полутвердым и пластичным состоянием почвы — массовая влажность, при которой образец можно раскатать в жгут диаметром в 3 мм без образования разрывов и трещин; 3) число пластичности — разность между числовым выражением верхнего и нижнего пределов пластичности. Число пластичности показывает диапазон влажности, в котором проявляются пластичные свойства почв.

 

Таблица 46. Удельное сопротивление черноземов

Гранулометрический состав почв Число определений  Варьирование влажности, %            Удельное сопротивление, кг/см2

Супесчаные   94        7-22    0,30

Легкосуглинистые   152      12-22  0,33

Среднесуглинистые 190      14-23  0,36

Тяжелосуглинистые 140      15-26  0,50

Глинистые     74        16-26  0,64

 

Пластичность определяется гранулометрическим составом и формой слагающих почву частиц. Пластичность глин вдвое больше пластичности суглинков и втрое больше пластичности супесей. Пески практически непластичны. Числа пластичности для них соответственно равны 35—40, 10—20, 5—10 и 0. Наибольшей пластичностью обладают набухающие частицы пластинчатой и чешуйчатой формы. При прочих равных условиях почвы, имеющие в илистой фракции монтмориллонитовые минералы, всегда будут более пластичны, чем почвы с преобладанием каолинита.

 

Пластичность зависит от состава поглощенных оснований, так как они определяют степень гидратации почв. Увеличение содержания солей в почвенном растворе уменьшает толщину диффузионного слоя, снижает число пластичности. Таким образом, показатели консистенции почв могут дать информацию о гидрофильности глинистой фракции

 

С пластичностью почв связана их вязкость — внутреннее трение, возникающее при «течении» почвы. Вязкость почв следует изучать при исследовании эрозионных процессов, а также при расчетах производственных характеристик, связанных с обработкой почв.

 

Липкость — свойство дисперсионных систем прилипать к поверхности различных тел. Липкость почв количественно характеризуется усилием в ньютонах, необходимым для отрыва металлической пластинки от поверхности почвы, и выражается в Н/см2. Проявляется липкость лишь во влажном состоянии, что обусловлено силами молекулярного сцепления, возникающими на границах раздела между минеральными частицами, тонким слоем воды и поверхностью соприкасающегося предмета. Таким образом, решающая роль в проявлении липкости принадлежит слабосвязанной воде, и это свойство называется адгезией, а слой воды называется адгезионным слоем.

 

Свойства адгезионного слоя, его мощность и химический состав в значительной мере обусловливают характер и интенсивность поверхностных явлений, определяющих липкость почв. Большое влияние на формирование адгезионного слоя оказывает минералогический состав почв, так как он определяет количество связанной воды. Например, липкость смектитов при равной степени диспергации вдвое выше липкости гидрослюд и в пять раз выше липкости каолинита. Также повышает липкость почв высокое содержание органических веществ (липкость черноземов).

 

Резко изменяет адгезионные свойства почв состав обменных оснований. Внедрение в почвенный поглощающий комплекс одновалентных катионов вызывает диспергацию коллоидных частиц и значительно увеличивает липкость почв

 

Увеличение в почвах веществ с положительной адсорбцией (коагулянтов) уменьшает их липкость, с отрицательной — увеличивает.

 

Липкость почв тесно связана с гранулометрическим составом, оструктуренностью почв, их сложением. Все это определяет характер и свойства поверхности раздела почва — плоскость предмета. Диспергирование на любом уровне увеличивает площадь внутренней поверхности, усиливает гидрофильность почв, вызывает рост ее липкости. Так, липкость (в Н/см2) песков и супесей (при прочих равных условиях) равна 0,2—0,3, покровных суглинков — 0,6, глин 5—6, мине- ^ н/снг ральных частиц менее 1 ммк — 10—11. О бесструктуривание почв, нарушение их сложения также увеличивают липкость.

 

Липкость почв в наибольшей степени определяется их влажностью, поэтому основными показателями липкости являются: а) влажность начального прилипания (Wп)\ б) влажность максимального прилипания (W ); в) влажность максимальной липкости (L). Кривые зависимости липкости от влажности имеют определенный вид ( 47), однако значения Vg, И/та и L для разных почв различны. ЛИПКОСТЬ, обусловливая связь между отдельными почвенными частицами, играет важнейшую роль в образовании макроструктуры.

 

Липкость определяет такое важное производственное свойство почв, как их физическая спелость. Физическая спелость почв определяется уровнем увлажнения, при котором исчезает способность почвенных частиц прилипать к сельскохозяйственным орудиям, но возникает способность самоагрегироваться. Нижний предел физической спелости для разных почв различен, следовательно, липкость почв определяет оптимальные сроки и условия проведения полевых работ на конкретных почвенных разностях. Раньше всех достигают состояния физической спелости почвы легкого гранулометрического состава и гумусиро- ванные черноземы.

 

 

К содержанию: Ковда, Розанов: Почвообразование

 

Смотрите также:

 

Химия почвы    Грунтоведение   Как повысить содержание гумуса в почве  Общее грунтоведение  Подготовка и удобрение почв