1
Земљиште
Основни појмови:
Тло - површински део Земљине коре
Земљиште - плодоносно тло (средина у којој се развија коренов систем и из које биљка црпи воду и хранљиве материје)
Педологија - наука о земљишту (бави се изучавањем горњег –површинског слоја Земљине коре, дубине 2-5 m)
Земљиште
Фактори који утичу на формирање земљишта:- клима- вегетација- топографија- основни – градивни стенски материјал
Време2 цм за 500 год.
2
Земљиште
Земљиште
- настаје у процесу ерозије - разарања тлаводна ерозија (плувијална, флувијална, глацијална)еолска ерозија (изазвана ветром)абразиона ерозија (под дејством таласа)
- трофазна средина• чврста фаза: састоји се од минералних и органских материја које
формирају скелет• течна фаза: вода са раствореним хранљивим материјама која се
налази у земљишту у форми танког филма који обавија честице земљишта и испуњава поре
• гасовита фаза: ваздух и (у знатно мањој мери) други гасови
представља ресурс
- са привредне тачке гледишта, земљиште поседује економски потенцијал
- Земљиште необновљив ресурс
3
Физичка својства земљишта
Структура земљиштаструктура (величина, облик и начин међусобног спајања
појединачних честица)- по величини честица, земљиште се дели на фракције:
шљунак (2 – 64 mm)песак (0.05 – 2 mm)прашина (0.002 – 0.05 mm)глина (< 0.002 mm)
- ситне фракције (прашина и глина) се спајајуу агрегате (грудве) – структуирана земљишта
- крупне фракције (песак) не формирајуагрегате – неструктуирана земљишта
Физичка својства земљишта
Структура земљишта
Зрнаста
Плочаста
Призма-тична
Угаона (оштро-ивична)
4
Физичка својства земљиштаЗрнаста
ПризматичнаПлочаста
Угаона (оштроивична)
Физичка својства земљишта
У већини земљишта, присуство
органских материја, кореновог система и воде
доводи до формирања агрегата и земљишних структура
5
Физичка својства земљишта
Примарни део кореновог система у великим порама
Секундарни део кореновог система
Макропоре – “ канали живота” у земљишту
Физичка својства земљишта
Значај структуре земљишта
6
Физичка својства земљишта
Механички састав
Механички састав земљишта је расподела честица по димензијама. Честице се групишу у фракције у зависности од крупноће.Гранулометријски састав се одређује просејавањем(D>0.0075), односно опитима таложења за мање пречнике.
Физичка својства земљишта
Механички састав
D<0.0075 mm опит таложења заснован на Stoke’s-овом закону на основу кога се може срачунати брзина V тоњења сфере
πµρ
µπρ
VDF
VDRC
DVCF
o
eFFo
3
2424;
42
22
=
===
πρρ 3)2
(3
4)(
DgFF sug −=−
µρρ
18
)( 2DgV s −
=
7
Физичка својства земљишта
Механички састав
Kriva mehani čkog sastava zemljišta
0102030405060708090
100
0.00010.0010.010.1110100
D (mm)
Zast
uplje
nost
(%)
GlinaPrašinaPesakŠljunak 0.0020.052.0
Физичка својства земљишта
Механички састав
Коефицијент закривљености:
Добро градуисана земљишта: 1 < Cc < 3 i u > 51060
302
dd
dCc =
Коефицијент униформности:
Униформно земљиште: u < 5
Умерено униформно земљиште : 5 < u < 15
Неуниформно тло земљиште: u > 15
Код неструктуираног земљишта, зрна пречника од d10 до d20 највише
утичу на вредност коефиицјента филтрације.
Уобичајено је да се зрно пречника d10 назива ефективним def.
10
60
d
du =
8
Физичка својства земљишта
Класификација земљишта према USBR-у
За класификацију се користе 2 слова:
PRVI KARAKTER DRUGI KARAKTER
G šljunak W Dobro graduisan
S pesak P Loše graduisan
M prašina M Prašinast
C Glina C Glinovit
O Organska L Mala plastičnost
Pt Humus H Visoka plastičnost
Ситнозрна земљишта (M, C, O, Pt) се класификују према резултатима Atteberg-овог теста
Класификација земљишта има само квалитативан значај.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Liquid limit
0
10
20
30
40
50
60
Pla
stic
ityin
de
x
CH
OH
or
MH
CLOL
MLor
CL
ML
"A" lin
e
Comparing soils at equal liquid limit
Toughness and dry strength increase
with increasing plasticity index
Plasticity chart
Физичка својства земљишта
Текстура
Текстура је класификација земљишта према механичком саставу.
Песковита земљишта: - веома погодна за обраду, - лако се дренирају, али- лако и отпуштају воду у сушним
периодима
Глиновита земљишта:- тешка за обраду, - тешка за одвођење вишка воде, али- доста дуго успевају да задрже влагу
у сушним периодима
Између ова два екстрема – “иловача”,која се сматра погодним земљиштем
(има одговарајући однос честицапеска, глине и прашине)
9
Физичка својства земљишта
Основни појмови:Порозност
Коеф. порозности
Густина
сувог узорка
чврсте фазе
влажног земљишта
Спец. тежина
сувог узорка
чврсте фазе
влажног земљишта
Влажност
Степен засићености
Физичка својства земљишта
Порозност
- однос запремине пора и укупне запремине земљишта
(од значаја, јер указује на водни капацитет земљишта)
- одређује се на основу масе и густине чврсте фазе
s
ss V
M=ρ
(%) 100)1( ⋅−= sdp ρρ
Мs - маса чврсте фазе (добија се сушењем земљишта на 105-110 oC)
(%)1000V
Vp p=
0V
M sd =ρ
oz V
M=ρ
10
Физичка својства земљишта
sdss
sssp
VM
VM
V
V
V
VV
V
Vp ρρ /1
/
/11 0
00
0
0
−=−=−=−==
p
p
VV
VV
VV
V
V
Ve
p
p
p
p
s
p
−=
−=
−==
1/1
/
0
0
0
Коефицијент порозности
e
ep
+=
1
pV
VM
V
MMwd
pwswsz ρρ
ρρ +=
+=+=
00
maxmax
Физичка својства земљишта
Порозност
- густина чврсте фазе мало варира за различита земљишта:
- запреминска маса, у зависности од структуре земљишта, варира ушироком опсегу:
− ρz > 1500 kg/m3: збијена и тешка земљишта, веома тешко се одводњавају
ρs = 2600-2700 kg/m3
ρz = 1000-1800 kg/m3
11
Физичка својства земљишта
Поре и честице у земљишту
2 x 2 x 2 = 8
radius = 4r
16 r16 r
4 x 4 x 4 = 64
radius = 2r
16 r16 r
8 x 8 x 8 = 512
radius = r
16 r16 r
476.06
1 =−= πp
Физичка својства земљишта
Поре и честице у земљишту
Порозност може узимати вредности између 0 и 1, док вредност кеофицијента порозности може бити већа од 1 за земљишта чија је порозност већа од 0.5
Релативна густина:minmax
min
ee
eeDR
−−=
12
Физичка својства земљишта
Поре и честице у земљишту
Полупречник сферне честице која може да стане у поре код квадратног распореда:
)12( −= ss Rr
Промена порозности у зависности од распореда честица:
А)
B)
C)
910.01
476.0)8/()3
48( 333
=−
=
=−=
p
pe
RRRp π
654.0
395.0)2
38/()
3
4
2
38( 333
=
=−=
e
RRRp π
350.0
260.0)2
28/()
3
4
2
28( 333
=
=−=
e
RRRp π
Физичка својства земљишта
Поре и честице у земљишту
13
Физичка својства земљишта
Влажност
- однос запремине воде и укупне запремине узорка земљишта
- горња граница влажности земљишта једнака је порозности
o
w
V
V=ω
pmax =ω
- степен засићености земљишта водом: однос запремине воде и запремине пора
p
w
V
VS=
pS⋅=ω
VoVs
Vw
VaVp=Va+Vw
Физичка својства земљишта
Облици воде у земљишту - зависе од степена засићења земљишта
а. хемијски везана вода- вода која остаје после загревања узорка земљишта дотемпературе од 105-110 оC
б. физички везана вода
б.1 хигроскопска вода- последица својства земљишта да упија воду (влагу)из атмосфере и да је молекуларним силама везује за молекулеземљишта
- највећа количина влаге се може упити при релативној влажностиваздуха од 100%
- може се одстранити из земљишта једино сушењем на 105 оC- вода у овом облику је везана за честице земљишта силама површинскеадхезије које остварују притисак од 30-50 bar (3000 - 5000 kPa)
14
Физичка својства земљишта
б. физички везана вода
б.2 опнена вода- држи се за честице земљишта привлачним силама мањег интензитета у односу на хигроскопну воду- налази се у виду танког филма око честица земљишта
- не креће се под дејством капиларних или гравитационих сила- креће се са честице која је обавијена дебљим слојем на честицу која јеобавијена тањим слојем
в. капиларна вода- са даљим повећањем влажности земљишта, повећава се покретљивост
воде да би се достигла гранична - лентокапиларна влажност, са којом вода почиње да се креће под доминантним утицајем капиларних сила
- ова вода се у земљишту држи подпритиском од 6.25 bar- имајући у виду да је коренов систем биљака у стању да искористи водукоја је у земљишту везана притиском до 15 bar, лентокапиларна влаж-ност се такође сматра границом између лако и тешко приступачне воде
Физичка својства земљишта
ωmax
ωp
t (dani) 1 2 3
в. капиларна вода- са даљим повећањем влажности долази се до влажности при којој суизједначене капиларне и гравитационе силе - влажност пољскогкапацитета (настаје када се земљиште оцеди после интензивнихпадавина)
15
Физичка својства земљишта
г. гравитациона вода
- креће се под доминантним утицајем гравитационих сила - на добро дренираним земљиштима гравитациона вода процури у дубље слојеве
Гравитациона вода
Капиларна вода
Хигроскопска вода
Хемијски везана вода
0.33 bar
6.25 bar
Лако доступна вода
Тешко доступна вода 15 bar
30 bar
Физиолошки активна вода
0 bar
- количина доступне воде зависи од структуре и текстуре земљишта
(за песковита земљишта: 5 - 10%, за фину иловачу: око 20%)
Физичка својства земљишта
-1
-10
-102
0
1
2
3
4
5
6
pF hk (cm)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0
vlaznost - ωωωω
-103
-104
-105
-106
4.2
3.8
2.5 -330
-15000
-6250
1
2
16
Физичка својства земљишта
Коефицијент филтрацијеДарсијев коефицијент филтрације –
водопроводљивост земљишта потпуно засићеног водом
Може се одредити експериментално
у лабораторији или на терену. LKV f ∆
∆Π⋅=
Физичка својства земљишта
Коефицијент филтрацијеексперименталне методе
- теренске - ИНФИЛТРОМЕТРИ
17
Физичка својства земљишта
Коефицијент филтрацијеексперименталне методе
- теренске - БУНАРИ
=−
1
212 ln
2 r
r
kb
Qhh p
π
=−
1
221
22 ln
r
r
k
Qhh p
π
Физичка својства земљишта
ssalClarutxeT ytisneDkluBm/gM( 3)
ytisoroP)%(
ytivitcudnoCciluardyH)s/mc(
dnaS 55.1 24 01x2.1 1- 01x0.2ot 3-
maoL 02.1 55 01x7.1 4- 01x7.1ot 7-
yalC 50.1 06 01x5.2 9- 01x0.1ot 9-
Типичне вредности коефицијента филтрације