Властивості ґрунтів (стр. 1 из 3)
Зміст
Вступ
1. Властивості ґрунтів
1.1 Загальні фізичні властивості ґрунту
2. Фізіко-механічні властивості ґрунту
3. Водні властивості та водний режим ґрунту
3.1 Стан і форми води в ґрунті
3.2 Водні властивості ґрунту
3.3 Водний баланс і типи водного режиму ґрунту
4. Повітряні властивості ґрунту
4.1 Склад ґрунтового повітря та його роль у ґрунтоутворенні
4.2 Повітряні властивості і повітряний режим ґрунту
5. Теплові властивості та тепловий режим ґрунту
Література
Вступ
Тема реферату "Властивості ґрунтів" з дисципліни "Ґрунтознавство".
До властивостей ґрунту належать загальні фізичні, фізико-механічні, водні, повітряні і теплові властивості. Фізичні властивості впливають на характер процесу ґрунтоутворення, родючість ґрунту та розвиток рослин.
Мета роботи - розглянути загальні фізичні властивості ґрунту, фізіко-механічні властивості ґрунту, водні властивості та водний режим ґрунту, повітряні властивості ґрунту, теплові властивості та тепловий режим ґрунту.
1. Властивості ґрунтів
1.1 Загальні фізичні властивості ґрунту
Загальними фізичними властивостями ґрунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного ґрунту і його пористість.
Щільність твердої фази - інтегрована щільність всіх компонентів твердої фази ґрунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки). Верхні горизонти ґрунту мають меншу щільність, ніж нижні тому, що щільність гумусу становить 1.4-1.8, а щільність мінеральних компонентів - 2.3-3.3.
Щільність ґрунту - маса одиниці об'єму ґрунту в непорушеному і сухому стані. Завдяки наявності пор, виповнених повітрям, щільність ґрунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Так, щільність ґрунту верхніх горизонтів становить 0.8-1.2 г/см3, а нижніх - 1.3-1.6 г/см3, щільність твердої фази відповідно 2.4-2.6 і 2.6-2.7.
Пористість ґрунту - сумарний об'єм всіх пор між частками твердої фази одиниці об'єму. Цю величину розраховують за формулою
%,де V - щільність ґрунту;
D - щільність твердої фази ґрунту;
- об'єм твердої фази ґрунту; 
- об'єм пор в одиниці об'єму.Загальні фізичні властивості ґрунту залежать від мінерального, механічного і структурного складу. Так, гумусний горизонт структурного ґрунту (наприклад, чорнозему) має високу пористість (до 70%), а безструктурного глинистого ґрунту значно меншу (<50%).
ґрунт тепловий водний повітряний
2. Фізіко-механічні властивості ґрунту
Основними фізико-механічними властивостями ґрунту є липкість, пластичність, набухання і усадка. Всі вони залежать від вмісту в ґрунті глинистих мінералів.
Пластичність - це здатність ґрунту змінювати свою форму під впливом сили та зберігати її після усування цієї сили. Найбільшу пластичність мають ґрунти з великим вмістом глини, у песчаних ґрунтів пластичність відсутня. Пластичність залежить також від складу увібраних катіонів та вмісту гумусу. При значному вмісті увібраних катіонів натрію пластичність ґрунту зростає, а при насиченні кальцієм - зменшується. При збільшенні вмісту гумусу пластичність ґрунту зменшується.
Липкість - властивість ґрунту, яка корегує з пластичністю і теж залежить від вмісту глинистих часток та води. Липкість визначається силою, яка потрібна для відриву металевої пластинки від ґрунту, та виражається в г/см2. Ґрунти підрозділяють на гранично в'язкі (більше 15 г/см2), сильно в’язкі (5-15 г/см2), середньо в’язкі (2-5 г/см2) та слабо в’язкі (менше 2 г/см2). З липкістю пов'язана фізична зрілість ґрунту, тобто стан, при якому грунт готовий до обробітку. Набухання - це збільшення об'єму ґрунту при зволожуванні. Найбільше набухання мають глинисті ґрунти з високим вмістом колоїдів. При значному набуханні руйнується структура ґрунту. Усадка - процес, протилежний набуханню. При сильній усадці розриваються корні рослин, збільшуються витрати вологи. Чим більше набухання ґрунту, тим сильніше його усадка. Для поліпшення фізичних та фізико-механічних властивостей ґрунту використовують комплекс засобів: внесення органічних добрив, обробіток багаторічних трав, вибір термінів та прийомів обробітку ґрунту в залежності від стану його зволоження, використання засобів, що знижують ущільнювання ґрунту транспортними засобами (мінімізація обробітку тощо).
3. Водні властивості та водний режим ґрунту
Ґрунт як багатофазна система містить в собі воду. Вода надходить в ґрунти у вигляді атмосферних опадів, в процесі конденсації водяних парів з атмосфери, в результаті капілярного підняття ґрунтових вод та під час зрошення. Вода відіграє дуже важливу роль у ґрунтоутворенні. Від вмісту води в ґрунті залежить інтенсивність біологічних, хімічних і фізико-хімічних процесів. Вода забезпечує переміщення речовин в просторі, впливає на повітряний, поживний і тепловий режими ґрунту. Сезонна динаміка ґрунтоутворюючих процесів значною мірою відбувається під впливом ґрунтових вод. Продуктивність ґрунтів залежить від їх водного режиму.
Вчення про водні властивості і водний режим ґрунтів є окрема галузь ґрунтознавства - гідрологія ґрунтів. Над створенням цієї галузі працювало багато вітчизняних і зарубіжних вчених (О.О. Ізмаїльський, Г.М. Висоцький, О.Г. Дояренко, О.А. Роде, Б. Кін та ін.).
3.1 Стан і форми води в ґрунті
Вода в ґрунті перебуває в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному. За фізичним станом, рухомістю і доступністю для живих організмів ґрунтову воду поділяють на форми: пароподібну, хімічно зв’язану, сорбційно зв’язану і вільну.
Пароподібна вода.
В ґрунтовому повітрі завжди міститься водяна пара. Повітря нормально зволоженого ґрунту насичено водяною парою до 100%. Пароподібна вода є динамічною формою. Вона безперервно утворюється в ґрунті, переміщується з одного горизонту в інший, перетворюється на інші форми: вільну або сорбційну. Всі ці процеси зумовлені змінами температури ґрунту та атмосферного тиску. Разом з переміщенням водяної пари, особливо в процесі випаровування, відбувається переміщення по профілю ґрунту розчинених в ньому речовин.
Хімічно зв’язана вода.
Багато мінералів ґрунту містять в своєму складі молекули води (Na2SO4×10H2O; CaSO4×2H2O; MgCl2×6H2O та ін.). Цю форму води називають кристалізаційною. Крім того виділяють конституційну воду, яка представлена в мінеральних, органічних і органо-мінеральних сполуках гідроксильною групою ОН. Ці форми води входять до складу твердої фази ґрунту, вони є нерухомі і недоступні для рослин.
Сорбційно зв’язана (або фізично зв’язана) вода. Молекули (диполі) води вбираються поверхнею негативно заряджених колоїдів ґрунту і орієнтуються по позитивним полюсом до ядра міцели. Залежно від міцності утримання води міцелою її поділяють на міцно зв’язану (гігроскопічну) і слабко зв’язану (плівчасту).
Гігроскопічна вода утворюється за рахунок сорбції молекул водяної пари на поверхні колоїдних часток, міцно утримується сорбційними силами (10000-20000 атм.) в тому є нерухомою. Густина її досягає 1.5-1.8 г/см3, не розчиняє хімічні сполуки, не замерзає і не доступна для рослин. Кількість гігроскопічної води в ґрунті залежить від температури, насиченості ґрунтового повітря водяною парою, механічного і мінералогічного складу ґрунту та вміст в ньому гумусу. Найбільшу кількість води, яку може увібрати ґрунт з пароподібного стану (при вологості повітря 94-98%) називають максимальною гігроскопічністю ґрунту.
Сорбційні сили колоїдів ґрунту повністю не врівноважуються молекулами гігроскопічної води навіть при досягненні максимальної гігроскопічності. Залишкові сили здатні вбирати і утримувати (з силою 1-10атм) певну кількість рідкої води, яку називають плівчастою. За фізичним станом вона перебуває у в’язко-рідкій формі і здатна переміщуватися в різних напрямах від більш товстих до тонших. Ця форма води частково доступна для рослин. Вона розчиняє і переміщує з незначною швидкістю водорозчинні солі.
Вільна вода - вода ґрунту, яка не піддається дії сорбційних сил. Ця форма не має молекул, які орієнтовані до колоїдних часток ґрунту. В ґрунтах вона міститься у двох форма: капілярній і гравітаційній.
Капілярна вода знаходиться у порах малого діаметра - капілярах. Утримується під дією капілярних або меніскових сил. Природу виникнення цих сил вивчають у курсі фізики. Згідно з законом Лапласа, меніскові сили будуть більші там, де вужчий капіляр, а це, в свою чергу, зумовлює висоту капілярного підняття. Крім того, меніскові сили посилюються силами змочування.
При позитивних температурах капілярна вода перебуває в рідкому стані і вільно випаровується з поверхні менісків, при мінусових - замерзає. Це основна форма води, яку засвоюють рослини. Вона дуже рухлива, розчиняє органічні і мінеральні сполуки, перерозподіляє по профілю солі колоїди, суспензії. Висхідний рух води по капілярах поповнює запаси вологи у верхньому горизонті ґрунту.
Висота підняття капілярної води в реальних ґрунтах залежить від їх механічного і структурного складу. В глинистих ґрунтах (які мають тонкі капіляри) вона піднімається на висоту 2-6 м, в піщаних - 40-60 см. В структурних ґрунтах капілярна вода піднімається на незначну висоту і добре зберігається.
Залежно від джерела капілярну воду ґрунту поділяють на капілярно-підвішену, капілярно-підперту і капілярно-посаджену.
Капілярно-підвішена вода заповнює пори зверху після дощу, танення снігу, підчас зрошення, тривалий час зберігається в ґрунті і доступна для рослин. Утримується в ґрунтах завдяки різниці тиску на поверхню верхнього і нижнього менісків. Нижче зволоженого шару залишається сухий шар ґрунту. Отже, вода вологого шару начебто “висить" над сухим. Інтенсивне випаровування цієї води призводить до засолення поверхневого шару ґрунту.