DIRVOŽEMIO FIZIKINĖS – MECHANINĖS SAVYBĖS
Pagrindinės dirvožemio fizikinės – mechaninės savybės yra’ lipnumas7,
kietumas, plastiškumas, brinkimas; rišlumas. Nuo šių savybių priklauso
žemės dirbimo laikas ir kokybė. Dėl to jos kartais vadinamos dirvos
technologinėmis savybėmis.
3.1. Dirvožemio lipnumo nustatymas.
Drėgno dirvožemio dalelių savybė lipti tarpusavyje arba prie įvairią
daiktų yra vadinama dirvožemio lipnumu. Jis išreiškiamas jėga, kuri
reikalinga atplėšti prie dirvožemio prilipusią metaline plokštelę. Lipnumas
matuojamas G/ cm2.
Lipnumas priklauso nuo dirvožemio -mineralinės, granuliometrinės
sudėties, drėgnumo, humuso kiekio ir kitų savybių. Kuo dirvožemio dalelės
smulkesnes, tuo didesnis jų paviršius, sorbcinė energija, rišlumas ir
lipnumas. Dėl to sunkių dirvožemių lipnumas yra didesnis negu lengvų. Labai
rišlių dirvožemių lipnumas siekia 80 G/ cm2 , rišlių – daugiau kaip 15 G/
cm2 ir menko rišlumo-mažiau negu 0,5 G/ cm2. Vidutinio sunkumo priemoliu
lipnumas priklausomai nuo drėgmės kiekio, gali būti nuo 0 iki 15 G/ cm2.
Humusas molio dirvožemiu lipnumą mažina, o smėlių – didina.
Dirvožemio lipnumui didele reikšmę turi drėgnumas. Didėjant drėgnumui
lipnumas“didėja iki tam tikros ribos, o vėliau pradeda mažėti. Dirvožemis
labiausiai limpa, kai jo drėgnumas pasiekia žemiausią tekėjimo ribą, t.y.
kai inde j dvi dalis perskirtas dirvožemis vėl susijungia tik kelis kartus
lengvai stuktelėjus į indą. Dar labiau didinant dirvožemio drėgmę, lipnumas
pradeda mažėti. Esant aukščiausiai tekėjimo ribai, ( kai dirvožemis teka
kaip klampus skystis), dirvožemis visai nebelimpa.
Praktinė šio laboratorinio darbo prasmė – padėti studentams suvokti,
kaip svarbu parinkti tinkamą žemės dirbimo laiką pavasarį. Tam reikia
atidžiai stebėti dirvų džiūvimą ir nuo jo priklausantį lipnumą. Žemę reikia
pradėti dirbti tada, kai ji nelimpa prie padargų ir gražiai trupa, t.y. kai
pasiekia fizinę brandą. Perdžiūvusi dirva nelimpa, bet sukietėja ir
padidėja pasipriešinimas padargams. Dirbant perdžiūvusią dirvą ardoma jos
struktūra, susidaro dideli grumstai.
3.2.Dirvos kietumo nustatymas
Dirvos savybe priešintis ją veikiančiam kietam kūnui yra vadinama dirvos
kietumu. Kietumas parodo-dirvožemio dalelių sąryšį ir tų dalelių trinties
jėgą su kietu kūnu. Ši dirvos savybė yra svarbi konstruojant žemės
ūkio padargus ir mašinas, nustatant dirvos pasipriešinimą žemės
dirbimo padargams ir skaičiuojant traukos jėgą.
Dirvos kietumas augalams taip pat turi didelę reikšmę. Jau dygdamas
daigas turi įveikti dirvožemio dalelių pasipriešinimą. Jeigu tuo metu dirva
yra kieta, lįsdama į jos paviršių augalų daigai eikvoja daug energijos. Dėl
to dalis jų žūsta, o sudygę esti silpni. Tokie daigai, jeigu dirvos
kietumas nesumažinamas, ir toliau negali normaliai augti: menkai išsivysto
jų šaknys, jos yra deformuotos, augalas blogiau aprūpinamas maisto
medžiagomis.
Norint sudaryti normalias sąlygas augalams augti, dirvos kietumą reikia
reguliuoti. Jis greičiausiai pakeičiamas (sumažinamas) dirbant žemę. Todėl
intensyviau dirbamų dirvų kietumas visuomet yra mažesnis. Pvz., vienodos
granuliometrinės sudėties ir vienodo drėgnumo dirvos po varpinių javų esti
kietesnės negu po kaupiamųjų, nes prižiūrint kaupiamuosius purenami
tarpueiliai. Rudenį bulvienoje dirvos kietumas esti tik 7-10 kg/cm2, o
miežienoje ar rugienoje – 12-15 kg/cm2. Kiečiausios yra velėninės dirvos
(dobilienos, dirvonai). Tokių dirvų kietumas gali siekti 20-25 kg/cm2.
Mažiausias dirvos kietumas yra įdirbus žemę. Vėliau, augalų vegetacijos
laikotarpiu, jis vėl padidėja, nes dirva suslūgsta, sutankėja.
Dirvos kietumas priklauso nuo jos mineralinės, granuliometrinės
sudėties, struktūringurno, tankumo; drėgnumo, lipnumo, rišlumo ir kitų
savybių. Šios fizikinės -mechaninės dirvos savybės tarpusavyje yra
glaudžiai susijusios. Keičiantis vienai iš šių savybių, keičiasi ir kitos.
Bet kurios iš jų pasikeitimas daro tiesioginę arba netiesioginę įtaką
dirvos kietumui.
Sunkios granuliometrinės sudėties dirvožemiai (moliai, priemoliai) yra
žymiai rišlesni negu lengvi (smėliai, priesmėliai). Kuo didesnis dirvožemio
rišlumas, tuo didesnis ir jo kietumas. Tačiau ir tos pačios
granuliometrinės sudėties dirvų kietumas mažėja, didėjant jų drėgnumui,
gerėjant struktūrai, gausėjant organinių medžiagų. Taigi, norint per visą
vegetaciją palaikyti purią, nesukietėjusią dirvą, reikia gausinti jojeorganinių medžiagų kiekį, gerinti struktūringumą.
Dirvos kietumas, nustatomas kietmačiais ir išreiškiamas pasipriešinimo
jėga kg/cm2 Kietmačių konstrukcija gali būti įvairi. Lietuvoje daugelį
metų naudojamas mechaninis Reviakino kietmatis . Šiuo kietmačiu dirvos
pasipriešinimas fiksuojamas nubrėžiant
*- – ■|1M-
atitinkamą kreivę milimetrinio popieriaus juostelėje.
Dirvos kietumas kg/cm2 apskaičiuojamas laboratorijoje pagal kreivės
aukštį, taikant žemiau pateiktą
metodiką.
Šiuo metu gaminami kietmačiai, kurie jau matavimo metu lauke parodo
dirvos pasipriešinimą kg/cm2.
DIRVOŽEMIO TANKIS
‘ Dirvožemio tankia vadinama sauso nesuardyto dirvožemio 1 cm: mase
gramais. Žemę dirbant – ariant, kultivuojant, akėjant – ji supurenama.
Purioje dirvoje gausu tuštumų, todėl jos tankis tesiekia 0,95 – 1,1 g/cm3.
Tačiau puri dirva lieka neilgai. Dirvožemis suslūgsta, su tankėja veikiamas
savo svorio jėgos, atmosferos kritulių, augančių augalų, sunkių mašinų.
Visų čia paminėtų veiksnių veikiama prieš sėją supurenta dirva vegetacijos
pabaigoje su tankėja iki 1,4 -1,45 g/cm3. Traktoriaus vėžėje dirvožemio
tankis gali siekti 1,6 g/cm3.Suslūgusiose dirvose sumažėja porų apimtis, pablogėja vandens ir oro
santykis. Tokiose dirvose greičiau susidaro pluta, sulėtėja oro apykaita,
menkiau vystosi augalų šaknys. Tačiau augalams netinka ir labai purios
dirvos, nes jos greičiau išdžiūsta. J purią dirvą įterptos sėklos turi
blogesnį sąlytį su dirvožemiu. Dėl to augalai dygsta ilgiau ir nevienodai.
Geriausiai sėklos dygsta, kai jos patenka ant suspaustos dirvos ir
užberiamos puraus dirvožemio sluoksniu. Kai sėklos patenka į kietą guolį ir
užklojamos puriu patalu, iš apačios jas drėkina drėgnas dirvožemis, dėl to
jos greičiau išbrinksta ir sudygsta. Jauni, gležni daigeliai per purų
sluoksnį greičiau pasiekia dirvos paviršių.
Vegetacijos metu augalams palankesnės sąlygos optimaliai suslūgusioje
-tankesnėje dirvoje. Nustatyta, kad bulvės ir pupos gerai auga, kai
priemolio dirvožemio tankus yra 1,0 – 1,2 g/cm3} miežiai ir kukurūzai – kai
1,2 – 1,4 g/cm3, o žieminiai – kai 1,3 – 1,4 glcm.3.
Optimalus dirvožemio tankis priklauso nuo jo drėgmės. Drėgnos dirvos
turi būti puresnės, sausos – tankesnės. Optimalaus tankio dirvose lengviau
augalų pasisavinamas fosforas ir kalis, geriau adsorbuojasi ir mažiau
išpjaunama nitratų.
Dirva savaime sutankėja tik iki tam tikro laipsnio. Vėliau jos tankis,
veikiamas drėgmės, šalčio ir augalų šaknų, keičiasi labai nežymiai. Tokias
dirvas sutankinus mechaniškai, jos paprastai pasiekia pirmykštę būklę. Toks
dirvos tankumas, iki kurio sutankėjusi ji toliau savaime nebeslūgsta, o
dirbtinai suspausta grįžta į pirmykštę būklę, vadinamas pusiausvyros
tankumu. Lengvo priemolio pusiausvyros tankumas yra l,4 g/cm3,
sunkaus priemolio – 1,45 g/cm3.
Dirvožemio mėginiai tankiui nustatyti turi būti nesuardyti ir žinomo
tūrio. Dėl to jie imami specialiais grąžtais.
DIRVOŽEMIO DRĖGNUMO NUSTATYMAS
Dirvožemio drėgme vadinamai jame esantis vanduo su ištirpusiais
mineraliniais
junginiais. Tai vienas pagrindinių augalų vegetacijos faktorių. Vandens
yra augalų ląstelėse, jis dalyvauja fotosintezėje, yra būtinas maisto
medžiagoms ištirpti, sėkloms išbrink.i, sudygti ir kitiems augalo
biologiniams procesams vykti. Nuo vandens kiekio priklauso dirvožemio
fizikinės savybės; kietumas, lipnumas, plastiškumas, oro ir šilumos
laidumas.
Dirvožemio vanduo-gali būti įvairių formų: chemiškai sujungtus, garą
pavidalo. sorbuotas (higroskopine ir plėveline drėgme),laisvasis
(kapiliarinis ir gravitacinis) bei ledo būkles.
Chemiškai sujungto vandens molekulės dalys arba sveikos molekulės įeina
j medžiagų sudėti.
Garų pavidalo vanduo susidaro dirvožemio porose garuojat laisvai ir
plėvelinei drėgmei. Šio vandens augalai nepasisavina.
Higroskopine drėgmė. Tai oro garų vanduo, adsorbuotas dirvožemio
dalelių paviršiuje. Šis vanduo stipriai laikomas dirvožemio dalelių, todėl
augalai jo taip pat nepasisavina. Higroskopinė drėgmė esti orasausiame
dirvožemyje.
Plėveline drėgmė yra dirvožemio dalelių paviršinių jėgų pritraukta iš
skysto vandens. Ši drėgmė yra higroskopinio vandens molekulių paviršiuje ir
apie dirvožemio daleles sudaro ploną plėvele. Išoriniai šio vandens
sluoksniai gali judėti nuo daleles prie daleles. Plėvelinis vanduo šiek
tiek, tankesnis už laisvąjį vandenį, augalų sunkiai pasisavinamas.
Kapiliarine drėgmė laikosi dirvožemio tarpeliuose (kapiliaruose)
veikiama meniskinių jėgų. Ši drėgmė yra judriausia. Ji juda iš platesnių
kapiliarų i siauresnius, lai pagrindinis augalų lengvai pasisavinamo
vandens šaltinis.
Prasisunkiančioji drėgme, arba gravitacinis vanduo. Veikiamas
gravitaciniu jėgų
, dirvožemio poromis juda žemyn. Šis vanduo dirvoje atsiranda po lietaus,
dirvą palaisčius
arba tirpstant sniegui. Besisunkdamas gilyn vanduo užpildo
nekapiliarinius tarpus. Jį
augalai pasisavina, tačiau jis greitai juda, ir tai trunka neilgai.
Ilgesnis prasisunkiančio
vandens buvimas dirvoje yra žalingas augalams, nes jiems trūksta oro.
Dirvožemio drėgnumo laipsnį išreiškia šios konstantos:
■ dirvožemio
maksimalus vandens kiekis, kurį dirvožemis
gali išlaikyti kapiliariniuose ir nekapiliariniuose tarpeliuose;* lauko drėgme. Tai dirvožemio drėgmė jos nustatymo metu. Ji nuolat
keičiasi. Ši drėgmėdažnai nustatoma lauko bandymuose, nes parodo tiriamų priemonių įtaką
dirvožemiodrėgnumui;
* kapiliarinis dirvožemio drėgnumas. Tai didžiausias drėgmės kiekis, kuris
gali laikytisdirvožemio kapiliaruose, prasisunkus gilyn vandeniui po lietaus arba
palaisčius dirvą;
* augalų vytimo dirvožemio drėgnumas. Tai toks vandens kiekis dirvožemyje,
kai augalaipradeda vysti;
* higroskopinis, arba orasausių dirvožemio, drėgnumas yra mažiausias
drėgmės kiekis dirvožemyje. Higroskopinė drėgmė lieka dirvožemyje, kai
jis laikomas sausoje patalpoje 3-7 dienas ir aplinkos temperatūra siekia
+30±5°C;
■ absoliučiai sausas dirvožemis būna tada, kai jis džiovinamas + 105±5°C
temperatūroje, kol tampa pastovaus svorio.
Laboratorinį darbą „Dirvožemio drėgnumas“ sudaro trys dalys, kadangi
skirtingai
nustatoma lauko ir higroskopinė drėgmė, didžiausias dirvožemio
higroskopiškumas ir
augalų vytimo dirvožemio drėgnumas bei kapiliarinis dirvožemio drėgnumas.5.2. Didžiausio dirvožemio higroskopiškumo ir augalų vytimo drėgnumo
nustatymasDidžiausias drėgmės kiekis, kurį dirvožemio dalelės adsorbuoja iš
oro, prisotinto
vandens garų, vadinamas didžiausiu dirvožemio higroskopiškumu. Dirvožemio
savybė sorbuoti drėgmę priklauso nuo granuliometrinės sudėties bei
organinių medžiagų kiekio. Kuo dirvožemio dalelės smulkesnės, tuo didesnis
jų bendras paviršius, didesnė ir sorbcinė galia. Dirvožemyje vyraujant
stambioms smėlio dalelėms, stipriai sujungto vandens yra mažiau.
Didžiausias dirvožemio higroskopiškumas yra molio ir durpių. Tai matyti
4 lentelėje.
4 lentelė. Įvairių dirvožemių didžiausias higroskopiškumas %|Dirvožemio |Didžiausia dirvožemio |
|granuliometrinė sudėtis |higroskopinė drėgmė |
| |absoliučiai sausos |
| |dirvožemio masės % |
|Smėlis |0,5- 1,0 |
|Priesmėlis |1,0-3,0 |
|Priemolis lengvas |3,0 – 5,0 5,0 – 7,0 |
|vidutinis sunkus |7,0 – 9,0 |
|Molis |9,0 – 15,0 |
|Durpės |30,0 – 40,0 |
Nuo didžiausio dirvožemio higroskopiškumo priklauso ir vytimo drėgmė.
Ji apima visas augalams neprieinamo vandens formas. Vytimo drėgmė dirvos
drėgme dalina į dvi dalis. Mažesnė negu augalų vytimo drėgmė vadinama
augalų nepasisavinama drėgme. Didesnė už vytimo drėgme yra augalų
pasisavinama, arba produktyvi drėgmė. Vytimo drėgmė nustatoma dviem būdais:
* tiesiogiai, t.y. kai augalai auginami vegetaciniame inde nedrėkinant
dirvožemiokol jie pradeda vysti. Tada imamas dirvožemio mėginys ir džiovinant
nustatomasjo drėgnumas;
* netiesiogiai, t.y. panaudojant koeficientus. Nustatyta, kad vytimo
drėgmė yra 1,34karto didesnė už didžiausią dirvožemio higroskopiškumą.