ROCZNIKI GLEBOZNAW CZE t. X X V I, z. 1, W ARSZAW A 1975
H E N R Y K DOM ŻAŁ, A N N A SŁ O W IŃ SK A -JU R K IE W IC Z
W PŁY W N A CISK U NA STRUK TURĘ PORÓW I PO JEM N O ŚĆ W ODNĄ GLEBY
In sty tu t G leb o zn a w stw a i C h em ii R olnej A k a d em ii R olniczej w L u b lin ie
In te n sy fik a cja u p raw y pociąga za sobą konieczność używ ania dużej liczby ciężkich ciągników i m aszyn rolniczych. N acisk w y w ie ra n y na gle bę pow oduje zm ianę jej w łaściw ości fizycznych i fizykochem icznych, tak ich jak ciężar objętościow y [2, 6, 8], porow atość ogólna [2], porow a
tość różnicow a [1, 2], pojem ność w odna [1, 2, 5], przepuszczalność w o d na [6], spójność [3] oraz opory p e n e tra c ji [6]. R eakcja gleby na d ziałają
cy nacisk uzależniona jest przede w szystkim od w ielkości obciążenia [7,
8], czasu jego trw an ia [4, 7], ro d zaju i g a tu n k u gleby [2] oraz sta n u gle
by, w k tó ry m n a stę p u je ugniecenie [7].
D ośw iadczenia, w k tó ry c h śledzono w p ły w obciążeń na porow atość różnicow ą i pojem ność w odną gleby, b y ły w ykonyw ane w większości na p ró b kach o naruszonej s tru k tu rz e [1, 2]. Celowe w ydało się wobec tego
zbadanie, jak oddziałuje obciążenie na w odne w łaściw ości gleb o s tr u k tu rze nie naruszon ej, a więc w w a ru n k a ch zbliżonych do polowych.
M ETO D Y K A
W ybrane do badań gleby rep rezen to w ały ch ara k te ry sty c z n e dla W y żyny L ubelskiej jed no stki system atyczne:
— glebę b ru n a tn ą w y tw orzoną z lessu,
— rędzinę w łaściw ą w ytw orzoną z utw orów kredow ych.
Glebę o nie naruszon ej s tru k tu rz e pobierano w duże sk rzynie na po czątku listopada z roli odleżałej po podoryw ce. W lab o rato riu m glebę n a sycono w odą do s ta n u całkow itej pojem ności w odnej. Po 48 godzinach, gdy część w ody odciekła, a w ilgotność by ła bliska polow ej pojem ności w odnej, pobierano pró b ki do badań. W ilgotność ręd zin y podczas u gnia tan ia w ynosiła 20-23% , a g leby b ru n a tn e j lessow ej — 21,24%. B adania w ykonano w dw óch seriach.
50 H. Domżał, A. Słowińska-Jurkiewicz
T a b e l a 1
S kład mechaniczny badanych g leb M echanical com position o f th e s o i l s in v e s tig a te d
Nazwa gleby Zawartość f r a k c j i mechanicznych w % C ontent of m echanical f r a c ti o n s i n % S o il k in d 1 -0 ,1 mm 0 ,1 -0 ,0 2 mm 0 ,02 mm 0,002 mm G leba b ru n a tn a wytworzona z le s s u
Brown s o i l developed from lo e s s
2 .5 5 8,5 59 11
Rędzina wytworzona z utworów kredowych
R endzina s o i l developed from c re ta c e o u s fo rm atio n s
4 6 ,0 2 1 ,0 53 16
S e r i a I. Glebę pobierano w cy lin d erk i składające się z dw óch p ierś cieni i obciążano stosując naqisk: 0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2,0 , 5,0 i 10,0 kG /cm 2.
A by upodobnić w a ru n k i ug n iatan ia do polow ych, um ożliw iono od filtro - w yw anie w ody, staw iając próbkę n a w a rstw ie b ib u ły filtra c y jn e j. Czas trw an ia n acisk u w ynosił 3 seku n dy . N astęp n ie zdejm ow ano górne p ie rś cienie i odcinano n a d m ia r gleby, ta k aby objętość gleby ugniecionej by ła rów na objętości dolnego pierścienia.
S e r i a II. W celu porów nan ia zdolności zatrzy m y w an ia w ody przez glebę ugniecioną i nie ugniecioną o ty m sam ym i różnym ciężarze fazy stałej w ykonano dośw iadczenie, którego schem at p rzed staw ia się n a s tę pująco:
1 — gleba nie ugnieciona o nie naru szo n ej stru k tu rz e , po b ran a w cy
lin d ry ,
2 — gleba ugnieciona z siłą 5,0 kG /cm2 w sposób analogiczny ja k w
serii I,
3 — gleba p o b rana w pojedyncze pierścienie i u g n iata n a z siłą
5,0 kG /cm 2. O bjętość gleby po u gnieceniu była m niejsza od objętości pierścienia.
Stosow ano nacisk 5,0 kG /cm 2, poniew aż n a podstaw ie I serii dośw iad czenia okazało się, że obciążenie to w yw ołuje m aksy m alne dla b ad an ych gleb zm iany porow atości i pojem ności w odnych. C iężar fazy stałej w p ró b kach 1 i 3 b ył p raw ie identyczny, a pró b k ach 2 o 15°/o wyższy.
W poddanych u g n iata n iu p ró b kach z obu serii oznaczono n astęp n ie w sześciu pow tórzeniach ciężar objętościow y, porow atość ogólną oraz w y zn a czono krzyw e so rpcji wody. Na podstaw ie otrzym any ch krzy w y ch sorpcji w ody określono w ażne rolniczo pojem ności wodne:
Wpływ nacisku na właściwości gleb 51 — k a p ila rn ą p rzy p F 0,4,
— połow ą p rzy pF 2,0,
— w ilgotność początku ham ow ania w zrostu roślin p rzy p F 2,7. Porow atość różnicow ą określono sposobem podan ym przez T r z e ć -k i e g o [9] n a podstaw ie -k rzy w y ch sorp cji w ody p rzy jm u ją c że w artość:
p F = 0 ,4 odpow iada śred n icy porów 1200 ц, p F = l , 0 p F = l , 5 p F = 2 ,0 p F = 2 ,3 p F = 2 ,7 300 [i, 95 ц, 30 ц, 12 ц, 6 ц. O M Ó W IENIE W Y NIK Ó W SERIA I
C i ę ż a r o b j ę t o ś c i o w y . W lessow ej glebie b ru n a tn e j obciążenie 0,5 kG /cm 2 spow odow ało zw iększenie ciężaru objętościow ego z 1,40 do 1,51 g/cm 3. D alszy w zro st n acisk u jednostkow ego aż do 10,0 kG /cm 2 nie zm ienił już w artości ciężaru objętościow ego. W rędzinie stopniow e za gęszczanie gleby (z 1,30 do 1,64 g/cm 3) n astępow ało p rzy w zroście obcią żeń od 0 do 2,00 kG /cm 2. O bciążenie w yższe od 2,00 kG /cm 2 zw iększyło ciężar objętościow y ręd ziny ty lk o o 0,5 G /cm 2 (rys. 1 A).
P o r o w a t o ś ć o g ó l n a . Porow atość ogólna obu gleb w pró bk ach nie u g n iatan y ch była bardzo zbliżona (gleba lessowa 48,6%, rędzina
Rys. 1. A — zależność ciężaru o b jęto ś ciow ego od n acisk u jed n ostk ow ego; В — zależność p o ro w a to ści ogólnej od n a
cisk u jed n o stk o w eg o 1 — gleba brunatna wytworzona z lessu,
2 — rędzina wytworzona z utworów kredowych
A — d ep en d en ce o f bulk d en sity on u n it p r e ss u r e ;. В — d ep en d en ce of total
p orosity on u n it p ressure 1 — brown soil developed from loess, 2 — rendzina soil developed from cretaceous
formations
52 H. Domżał, A. Słowińska-Jurkiewicz
50,0°/o). Z m iany porow atości pod w pływ em u g n iatan ia b yły jed n a k w p orów nyw anych glebach różne. W glebie lessow ej p rzy obciążeniu 0,5 kG /cm2 porow atość zm niejszyła się o ok. 4% . W iększym obciążeniom
(do 10,0 kG /cm 2) tow arzyszyły znacznie słabsze zm iany porow atości. B ar dzo silną reak cję n a działanie nacisku w ykazyw ała n ato m iast rędzina. W zrastający nacisk od 0 do 5,0 kG /cm2 pow odow ał system atyczn e obniża
nie porow atości. M inim alna porow atość ogólna rędziny, uzyskana p rzy nacisku 5,0 kG /cm2 w ynosiła 35,8%, by ła więc znacznie niższa niż m ini
m alna porow atość ogólna gleby lessow ej (42,2%; rys. 1 B).
P o r o w a t o ś ć r ó ż n i c o w a . O bciążenia spow odow ały w b ad an ych glebach znaczne zm iany zaw artości porów najw ięk szych (0 > 1 2 0 0 ja)
i n ajm n iejszy ch ( 0 < 6 | i ) . C h a ra k te r zm ian ty ch porów był w rędzinie i w glebie lessow ej podobny. O bjętość porów najw iększy ch zm niejszała się,
n atom iast porów m niejszych rosła w zakresie obciążeń od 0 do
2,0 kG /cm 2. D alszy w zrost obciążeń nie pow odow ał już ta k w y raźn y ch zm ian. N ależy podkreślić, że rea k c ja ręd zin y n a stosow ane naciski b yła znacznie silniejsza niż gleby w ytw orzonej z lessu (rys. 2 A, G).
W pozostałych gru p ach porów zm iany w yw ołane w zrastający m i obcią żeniam i b yły m niejsze. C h arak tery sty czn e je s t to, że w gru p ie porów о 0 1200-300 |jt, 300-95 jx, 95-30 \i przebieg k rzyw ych obrazu jących zależ ność objętości porów od nacisku dla rędzin y i gleby lessow ej jest odm ienny, (rys. 2 B, C, D). W rędzinie w zrost obciążeń pow odow ał w glebie lesso wej w zakresie 0-1,0-1,5 kG /cm2 obserw ow ano pew ien w zrost objętości
porów, a p rzy w yższych naciskach — nieznaczny spadek.
P o j e m n o ś ć w o d n a . W glebie lessow ej k a p ila rn a pojem ność w odna w yrażona w p ro cen tach w agow ych pod w pływ em w zrastającego nacisku od 0 do 2,0 kG /cm2 zw iększyła się z ok. 27 do 28,5%. N aciski
większe niż 2,0 kG /cm2 pow odow ały stopniow e obniżanie k a p ila rn e j po
jem ności w odnej. Z up ełnie odm iennie p rzed staw ia się om aw iana zależność w rędzinie. W zakresie obciążeń 0-2,0 kG /cm2 obserw ow ano gw ałto w ny
spadek k ap ilarn ej pojem ności w odnej (z 28,7 do 2 2,6% ). D alszy p rzy ro st
obciążeń spow odow ał jedy n ie jej nieznaczne zm niejszenie (rys. 3 B). K a p ila rn a pojem ność w odna w yrażona w p ro centach objętościow ych w zrosła w glebie lessow ej bardzo w y raźn ie p rzy obciążeniach do 2,0 k G / /cm2 (z 38 do 42,5%). Pod w pły w em w iększych obciążeń nastąpiło jej
obniżenie. W rędzinie obserw ow ano w całym zakresie obciążeń n iew iel kie zm niejszanie k a p ila rn e j pojem ności w odnej (rys. 3 A).
Polow a pojem ność w odna w yrażona w p ro centach w agow ych nie uległa w b ad anych glebach w y raźn y m zm ianom (rys. 4 B), n ato m iast b a r dzo silny w pływ w y w arł nacisk na połową pojem ność w odną w yrażo ną w procentach objętościow ych (rys. 4 A). Szczególnie duży w zrost poi owej
Z aw ar to ść po ró w , % — P er ce n ta ge of po re s, % t 4 -1 --- L ---**— 4 - ---i--- • < B)
c)
Ï - __________ __ _________ O 0 ) ~Ъ * ---• • > а - ю - о ' " " " п — --- --- — °\
E)
F)
32 ---1--- L 1 1 ! 6)-• 1 1 O •ф porów, f i - ф pore diameter, f i 28 ( /
A - > 1 2 0 0
J
B - 1200 -300 26- / ° ( > o - ° ---— C - 3 0 0 - 95 i - / ° --- f i D — 3 5 — 30 24f i L * • ° ° — --- --- P ° 0 E - 3 0 - 12 ^/ Г -
---— . F - 1 2 - 6 22{ --- 1--- 1---1 i i --- 1--- 1--- i i . G - < 6 --- 1--- 1--- 1--- 1---1 on--- 1— i i i iNacisk jednostkowy, kG/cm2- Un it pressure, kG/cm2
D ependence of co n ten t of p articular pore groups on u n it pressure; 1 i 2— as in Fig. 1
Rys. 2. Z ależność zaw artości p oszczególn ych grup p orów od nacisku jed n ostk ow ego; 1 i 2 — jak w rys. 1 слco
W p ły w naci sku na w ła śc iw o ś c i g le b
54 H. Domżał, A. Słow ińska-Jurkiew icz
% o b j-v o !°/o
Rys. 3. Z ależn ość k ap ilarn ej p o jem n o ści w od n ej od n acisk u jed n o stk o w eg o 1 i 2 — jak z rys. 1; A — w y n ik i w y ra żo n e w p rocen tach o b ję to ścio w y ch , В — w y n ik i w y r a
żone w p rocen tach w a g o w y c h
D ep en d en ce o f ca p illa ry w a te r cap acity on u n it p ressu re
1 and 2 — as in Fig. 1; A — resu lts ex p ressed in v o l per cen t, В — resu lts ex p ressed in w eig h t per cen t
Rys. 4. Z ależn ość p olow ej p ojem n ości w od n ej od n acisk u jed n o stk o w eg o 1 i 2 — jak w rys. 1, A i В — jak w rys. 3
D ep en d en ce o f fie ld w a ter cap acity on u n it pressure; 1 and 2 — as in Fig. 1, A i В — as in Fig. 3
pojem ności w odnej obserw ow ano w rędzinie (o 8% w zakresie nacisku 0-5,0 kG /cm 2).
Bardzo dużą zależność od obciążenia w ykazyw ała w ilgotność począt k u ham ow ania w zrostu roślin rędziny, obliczona w procen tach objętoś ciow ych (rys. 5 A). R eakcja tej pojem ności w odnej na nacisk w glebie lessowej była znacznie słabsza, a p rzy w y rażeniu w ilgotności w p ro cen tach w agow ych m in im aln a (rys. 5 B).
SERIA II
Pojem ność w odna b ru n a tn e j gleby lessow ej i rędziny, u g n iatan y ch z siłą 5,0 kG /cm 2 p rzy w ilgotności bliskiej polow ej pojem ności w odnej,
W pływ nacisku na w łaściw ości gleb 55
Rys. 5. Z ależn ość w ilg o tn o ści początku h a m ow an ia w zro stu roślin od n acisk u jed n ostk ow ego; o b ja śn ien ie — jak w
rys. 4
D ep en d en ce of m o istu re of p la n t grow th in h ib itio n start on u n it pressure;
e x p la n a tio n s — as in Fig. 4
k sz ta łtu je się różnorodnie, zależnie od sposobu w yrażan ia w yników (rys. 6 i 7). Jeżeli zaw artość w ody w glebie ugniecionej będziem y odnosić w sto sunk u do objętości gleby po zagęszczeniu, wówczas o trzym am y znacz n y w zrost większości pojem ności w odnych. J e s t to szczególnie w y raźn e w glebie lessow ej, w któ rej podw yższeniu u leg ają w szystkie pojem ności w odne gdy tym czasem w rędzinie w ilgotności rów ne pF 0,4 i 1,0 zm n iej szają się w sk utek bardzo silnego zred ukow ania ilości porów o najw iększej średnicy (rys. 6 B). W iadom o jednak, że u g n iatan ie pow oduje zm iany ob jętości gleby. M ożna więc przypuszczać, że tak duży w zrost pojem ności w odnej w glebie zagęszczonej w sto su n k u do nie u g n iatan ej jest tylk o częściowo spow odow any zw iększeniem ilości w o d y ,u trzy m yw anej przez fa zę stałą w dużym sto p n iu zaś zm niejszeniem objętości gleby. Rzeczywiście, jeśli ilość w ody przeliczym y w p ro cen tach w sto su n k u do p ierw otn ej obję tości gleby przed zagęszczeniem , stw ierdzim y, że zm iany w yw ołane działa niem nacisk u są znacznie słabsze, zw łaszcza w glebie lessow ej. W glebie tej nacisk 5,0 kG /cm 2 spow odow ał niew ielk ie obniżenie w artości w ilgotnoś ci ró w ny ch p F 0,4 i 1,0 oraz niew ielkie zw iększenie w ilgotności rów nej p F 1,5, 2,0, 2,3, i 2,7 (rys. 6 A). W idać to z w yników w p rocen tach w ago- w y ch (rys. 7 A). W rędzinie w pływ zagęszczenia jest silniejszy. W z a k re sie p F 2,0-2,7 gleba ugnieciona rzeczyw iście u trz y m u je w iększą ilość w ody niż nie ugnieciona (rys. 6 B). Rów nież różnice w y n ik ające ze spo sobu przeliczenia w yników są dla ty c h w artości pF m inim alne. J a k więc
56 H. Domżał, A. Słow ińska-Jurkiew icz
n F
---R ys. 6. Z ależn ość p ojem n ości w o d n y ch w y ra żo n y ch w p rocen tach ob jęto ścio w y ch
od sposobu ob liczan ia w y n ik ó w . S eria II
l — gleba n ie u g n iecio n a , 2 — gleba u g n iecio n a w p o d w ó jn y m cylin d rze — w y n ik i o b liczo n e w stosun k u do o b ję to ści g le b y po zagęszczen iu , 3 — gleb a u g n iecio n a w p o je d y n cz y m p ie r śc ie niu — w y n ik i ob liczon e w sto su n k u do o b ję to ści g le b y przed zagęszczen iem ; A — g leb a b ru
n atna w ytw o rzo n a z lessu , В — rędzina w y tw o rzo n a z u tw o ró w k red o w y ch
D ep en d en ce of w ater cap acity d eterm in ed in vol°/o on th e resu lts ca lcu la tio n w ay. S eries II
I —soil w ith o u t an y p ressure, 2 — so il under p ressu re in d ou b le cylin d er, — resu lts calcu lated in relation to so il volu m e after con d en sation , 3 — so il u nder pressu re in sin g le ring — resu lts calcu la ted in relation to so il valu m e b efore con d en sation ; A — brow n so il d ev elo p ed from
loess, В — rendzina so il d ev elo p ed from creta ceo u s form ation s
R ys. 7. P o jem n o ści w o d n e w y ra żo n e w procen tach w a g o w y ch . S eria II 1 — gleba n ie u gn iecion a, 2 — gleb a u g n iecio n a w p o d w ó jn y m cylin d rze, 3 — gleba ugn iecion a
w p o je d y n cz y m p ierścien iu ; A i В — jak na rys. 6
W ater cap acity d eterm in ed in weight°/o. S e r ie s II
1 — so il w ith o u t a n y p ressu re, 2 — so il under p ressu re in d ou b le cy lin d er, 3 — so il under pressure in sin g le ring; A and В — as in Fig. 6
W pływ nacisku na w łaściw ości gleb 57
w y n ik a z przeprow adzonego dośw iadczenia, w glebie lessow ej zm iany pojem ności w odnych pod w pływ em zagęszczenia nie m ają praktycznego znaczenia (spadek lub w zrost w zak resie 0,5-1,0%), nato m iast w ręd zi
nie nacisk pow oduje silne zm niejszenie pojem ności w odnych p rzy p F = 0 ,4 i 1,0, a zw iększenie p rzy p F = 2 ,0 , 2,3 i 2,7.
W w a ru n k a ch polo w y ch w ielkość ew en tu aln y ch zm ian w pojem noś ciach w odnych w a rstw y ornej, w yw ołanych ugnieceniem , będzie uzależ niona od grubości s tre fy zagęszczonej. Im grubsza jest ta stre fa w sto su n k u do miąższości w a rstw y ornej, ty m w iększe będą objętościow e zm ia- n y pojem ności w odnych i p ow ietrznych.
W N IO SK I
1. W zrost ciężaru objętościow ego i zm niejszenie porow atości ogólnej
pod w pływ em u g n iata n ia w glebie o n a tu ra ln e j s tru k tu rz e i w ilgotności bliskiej polowej pojem ności w odnej są uzależnione od ro d zaju tw o rzy w a glebowego:
— w b ru n a tn e j glebie w ytw orzonej z lessu już obciążenie 0,5 kG /cm2
spow odow ało m ak sy m aln e zagęszczenie,
— w rędzinie kredow ej zw iększenie zagęszczenia fazy stałej w y stę pow ało w raz ze w zrostem obciążenia aż do 5,0 kG /cm 2.
2. W b ad an ych glebach obciążenie 2,0 kG /cm2 spow odow ało silne
obniżenie zaw artości porów o 0 > 1200 p,, a obciążenie 5,0 kG /cm2 — n ie
m al całkow ity ich zanik. Zupełnie odw rotnie zm ieniała się pod w pływ em n acisku zaw artość porów o 0 < 6 \i.
3. Z aw artość g ru p porów o śred n icy w zakresie 1200-6 \i ulegała pod w pływ em stosow anych obciążeń stosunkow o m ały m zm ianom .
4. Polow a pojem ność w odna i w ilgotność początku ham ow ania w zro s tu roślin w yrażone w p ro cen tach w agow ych zm ieniały się w obu gle bach nieznacznie w raz z rosnącym obciążeniem . K ap ilarn a pojem ność w odna w agow a w glebie lessow ej rów nież ulegała niew ielkim zm ianom , n ato m iast w rędzinie zm niejszała się bardzo silnie p rzy w zroście nacisku.
5. Z w iększający się do 5,0 kG /cm2 nacisk pow odow ał w rędzinie sil
n y w zrost polow ej pojem ności w odnej i w ilgotności początku ham ow ania w zrostu roślin, w yrażo n ych w p ro cen tach objętościow ych. W glebie le s sowej zw iększanie ty ch pojem ności w ystępow ało w zakresie obciążeń
0 -2 , 0 kG /cm 2. K a p ila rn a pojem ność w odna objętościow a ręd zin y obniża
ła się pod w pływ em obciążeń, n ato m iast gleby lessow ej początkow o silnie w zrastała, a w sk u te k działania nacisków w yższych niż 2,0 kG /cm2 obni
żała się.
6. W zrost pojem ności w odnych w p ro cen tach objętościow ych w glebie
58 H. Domżał, A. Słow ińska-Jurkiew icz
w sk u tek odnoszenia ilości zatrzy m y w an ej w ody w sto su n k u do objętości gleby po zagęszczeniu.
7. W yrażenie pojem ności w odnych gleby ugn iatan ej w p ro cen tach w a gow ych lepiej odzw ierciedla ich rzeczyw iste zm iany niż w pro centach objętościow ych.
L IT E R A T U R A
[1] B i r e c k i M., T r z e c k i S.: Ä n d eru n g en der W a sser-L u ftv erh ä ltn isse und der F e sta g e h a lte n W asserm en ge in der A b h ä n g ig k eit v o n der D ich te des B odens.
B erich te des In tern a tio n a len S y m p o siu m 13-15 Ju n i 1968, W arna.
[2] В ir e с к i M., T r z e c k i S., Z im na J.: W p ły w zb itości w a r stw y ornej na z d o l ność za trzy m y w a n ia w o d y (pF). Rocz. glebozn. 1967, 18, 1.
[3] D o m ż ał H., S ł o w i ń s k a A.: Z m ian y sp ójn ości g leb y jako fu n k cja w y w ie ranych na nią obciążeń. M at. X I X O gólnopol. Z jazdu N a u k o w eg o PTG , P u ła w y w r z e sie ń 1972.
[4] G r i m e r g e r G.: V erd ich tu n g des B odens u n ter T rak torsp u ren b ei u n te r sc h ie d lich en F a h rg esch w in d ig k eiten . W iss. Z eitsch. der U n iv ersitä t R ostock 1969, H. 3/4.
[5] O n i s z с z e n к o W. G., M i c z u r i n В. N.: W lija n ije u p ło tn ien ija na w o d n y je sw o jstw a poczw . P o czw o w ied ien . 1971, 5.
[6] S ł o w i k K.: W p ływ u g n iatającego d ziałan ia m aszyn na w ła śc iw o ś c i fiz y c z ne g leb i w zrost jab łon i. Inst. Sad ow n . S k ie r n ie w ic e 1968.
[7] S ö h n e W.: G ru n d lagen fü r ein e L a n d tech n isch e B od en m ech an ik . G rundl. der L a n d tech n ik 1965, H. 7.
[8] T r z e c k i S.: B ad an ia m o d elo w e nad k ieru n k a m i zm ian stop n ia zb ito ści w w a rstw ie ornej. Zesz. probl. P ost. N au k roi. 1972, 137.
[9] T r z e c k i S., K r ó l H. , S z u n i e w i c z M.: M etody oznaczania różn ych p o jem n ości i p o ro w a to ści różn icow ej g leb y . PTG , W arszaw a 1971.
Г. ДОМ Ж АЛ, А . СЛОВИ НЬСКА-Ю РКЕВИ Ч В Л И Я Н И Е Д А ВЛ ЕН И Я Н А С Т Р У К Т У РУ П О Р И ВЛАГО ЕМ КО СТЬ П О ЧВЫ И нститут п очвоведени я и агрохим ии, С ел ьск охозя й ствен н ая академ ия в Л ю блине Р е з ю м е И зуч ал ось влияние н агр узк и на объем ны й вес, общ ую пористость, д и ф ф е ренци альную пористость и влагоем кость бурой почвы, образов авш ей ся и з лесса и р ен дзи н ы образов авш ей ся из м еловы х отлож ен и й . С давливание проводилось при вл аж н ости близкой полевой влагоемкости, прим еняя н а гр у зк у 0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2,7, 5,0 и 10,0 кГ/см2 в течение 3 секунд. Д и ф ф ер ен ц и а л ь н а я пористость и виды влагоем кости оп ределяли сь по кривы м адсорбции воды. П олучен н ы е р езультаты приводят к следую щ им заклю чениям : — рост объем ного веса и п о н и ж ен и е пористости под влиянием сдавливания в почве с нен аруш ен н ой струк турой при вл аж н ости бл изкой п олевой вл агоем кости зависит от вида почвенного субстрата: в бурой почве обр азованной и з
W pływ nacisku na w łaściw ości gleb 59 л есса у ж е н агр узк а 0,5 кГ/см2 приводила к м аксим альном у уплотнению ; в м е ловой р ен д зи н е уп л отн ен и е твердой ф а зы увелич ивалось с ростом н агр узк и вплоть до 5,0 кГ/см2; — в и ссл едов ан н ы х п оч в ах нагрузк а 2,0 кГ/см2 сильно пони зила с о д е р ж а ние пор ф > 1200 микронов, а н агр узк а 5,0 кГ/см2 вы звала почти полн ое и х и с чезновени е. Совсем иначе изм ен ялось под влиянием н агр узк и со д ер ж а н и е пор диам етром ф <С 6 микронов; — со д ер ж а н и е группы пор диам етром 1200-6 микронов п одв ергалось в р е зул ь тате прим ен яем ы х н агр узок относительно небольш им изм енениям ; — полевая влагоем кость и в л аж н ость начала тор м ож ен и я роста растений, в ы раж аем ы е в весов ы х п р оцен тах, и зм ен ялись в почв ах незн ачи тельн о с р о с том нагрузки. К ап и ллярн ая весовая влагоемкость в лессовой почве т о ж е п о д вергалась малым изм енениям , но в р ен д зи н е она очень сильно п он и ж алась с ростом нагрузки; — возрастаю щ ая до 5,0 кГ/см2 нагрузк а вы зы вала в р ен д зи н е сильное п о вы ш ение п олевой влагоем ости и вл аж н ост и начала тор м ож ен и я роста растений, вы раж аем ы х в о бъ ем н ы х процен тах. В лессовой почве повы ш ение н азв ан н ы х влагоем костей обн ар уж и в ал ось в п р ед ел а х нагрузок 0-2,0 кГ/см2. К ап и ллярн ая объ ем н ая влагоем кость рен дзи н ы п он и ж алась под влиянием н агрузок, однако в л ессовой почве первоначальн о она сильно повы ш алась но при н а гр у зк а х вы ш е от 2,0 кГ/см2 — п он и ж алась; — рост влагоем костей вы р аж аем ы х в объ ем н ы х п роц ен тах в почве с д а вливаем ой по сравнению с н есдавли ваем ой часто бы вает слиш ком высок, если количество воды относить к о б ъ ем у почвы п осле уплотнения; — в ы р аж ен и е влагоем костей сдавливаем ой почвы в весов ы х п роц ен тах о т р а ж а ет л уч ш е чем в объ ем н ы х п р оц ен тах и х действительн ы е изм енения.
Н. DOMŻAŁ, A . SŁO W IŃSKA -JURK IEW ICZ
EFFECT OF P R E S S U R E ON STRU C T U R E OF PO R ES A N D ON W A TER C A PA C IT Y OF SO IL
D ep a rtm en t of S o il S cien ce and A g ricu ltu ra l C hem istry, A g ricu ltu ra l U n iv ersity of L u b lin
SU M M A R Y
In v estig a tio n s o f load e ffe c t on b u lk d en sity , to ta l p orosity, d iffe r e n tia l poro sity and w a ter cap acity of brow n so il d ev elo p ed from lo ess and of ren d zin a soil d ev elo p ed from cretaceou s form ation s w ere carried out. T he p ressure w a s a cco m p li shed at th e soil m o istu re con ten t ap p ro x im a tin g field w a ter cap acity, at a p p lica tion of the fo llo w in g loads: 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.0, 5.0 and 10 k G /cm 2 for 3 seconds. D iffe r e n tia l porosity and w a ter cap acity w ere d eterm in ed on this basis of w a ter sorp tion cu rves.
T he resu lts ob tain er a llo w ed to draw th e fo llo w in g conclusions:
— B u lk d en sity in crea se and p orosity d ecrease u n der pressu re e ffe c t of so il w ith n atu ral stru ctu re and m o istu re co n ten t a p p roxim atin g fie ld w a te r cap acity d ep en d on so il m a te r ia l kind, viz:
1) in brow n so il d ev elo p ed from lo ess m a x im a l p ressu re w a s rea ch ed as ea rly as at th e load o f 0.5 k G /cm 2;
6 0 H. Domżał, A. Słow ińska-Jurkiew icz
2) in cretaceou s ren d zin a so il an in crea se of soild p h ase d en sity occurred alon g w ith th e load in crea se up. to 5.0 k G /cm 2.
— in th e so ils in v estig a ted th e load of 2.0 k G /cm 2 resu lted in a strong p e r c e n ta g e d ecrease of pores of > 1200 |л in dia, w h ile the load of 5.0 k G /cm 2 caused th eir alm ost to ta l d isap p earan ce. Q uite rev erse, ch an ged u n d er p ressu re e ffe c t th e p ersen tag of pores o f < 6 in dia.
T he p ercen ta g e of group of pores w ith in th e in te r v a l of 1200-6 ц in dia, u n d er w e n t r e la tiv e ly little ch an ges u n der e ffe c t of th e load s applied.
— F ield w a ter cap acity and m o istu re o f p lan t grow th in h ib itio n starte, e x p r e s sed in w eig h t, sh o w ed on ly in sig n ifica n t ch an ges alon g w ith in crea se of th e load. C ap illary w e ig h t w a ter cap acity in lo ess so il ch an ged on ly in sig n ifica n tly , w h ile in ren d zin a so il it changed v e r y stron gly along w it in crease of th e load. C apillary w e ig h t w ater cap acity in lo ess soil changed o n ly in sig n ifica n tly , w h ile in rendzina so il it ch an ged v ery stro n g ly alon g w ith in crea se of th e pressure.
— T he p ressu re in crea sin g up to 5.0 k G /cm 2 resu lted in ren d zin a soil in a strong in crea se o f fie ld w a ter ca p a city and m oistu re of p la n t grow th in h ib ition start e x p r e sse d in v o l «/<>. In lo ess soil th ese cap acities in creased w ith in the in terv a l o f 0-2.0 k G /om 2. C apillary v o lu m e w a ter ca p a city of ren d zin a so il d ecreased u n d er load e ffect, w h ile th at of lo e ss so il at fir st stro n g ly in crea sed and th en d ecreased u n d er e ffe c t of p rossures e x c e e d in g 2.0 k G /cm 2.
— A n in crease of w a te r ca p a cities e x p ressed in v o l % in m o isten ed so il as com pared w ith so il w ith o u t any load is v ery o ften too high due to a r e feren ce of th e retain ed w a ter a m ou n t to th e so il v o lu m e a fter con d en sation .
— W ater cap acity d eterm in a tio n of so il u n d er p ressu re in w e ig h t °/o illu s tr a te s b atter its actu al ch an ges th an w h en d eterm in ed in vol°/o.
d r H e n r y k D o m ź a l W p ł y n ę ł o do P T G w e w r z e ś n i u 1973 r. I n s t y t u t G l e b o z n a w s t w a
i C h e m ii R o l n e j A. R . L u b lin , ul. L e s z c z y ń s k i e g o 9
