Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztéseTÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010 FÖLDMŰVELÉSTAN

FÖLDMŰVELÉSTAN

Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010

A talajművelést befolyásoló talajfizikai tényezők, a talajok állapotát és művelhetőségét meghatározó

paraméterek

Előadás áttekintése

•A talajművelést befolyásoló talajfizikai tényezők:

•Talajszerkezet

•Mechanikai összetétel

•Kötöttség

•Konzisztencia viszonyok

•Térfogattömeg

•Porozitás

•Vízkapacitás

Talaj

• A talaj a földkéreg legkülső, termékeny rétege

• 3 fázisú polidiszperz rendszer

– A szilárd fázis elemei méret alak és elrendeződés szerint polimorfak

– Lehetővé válik a 3 fázis együttes jelenléte – Ez a növényi élet feltétele

– Meghatározz a tápanyagok felvehetőségét

• Talajszerkezet :

– Gyakorlati megfogalmazásban azt jelenti, hogy a talaj egyes darabjai önmaguktól, vagy enyhe nyomásra, feszítésre a talajra jellemző szerkezeti elemekre esnek szét

A talaj fizikai tulajdonságai

• Szemcseösszetétel (textúra)

• Szerkezet (struktúra)

• Sűrűség, térfogattömeg, tömörség, tömődöttség

• Pórustérfogat (összporozitás), differenciált porozitás

• Vízáteresztő képesség, vízkapacitás, holtvíz tartalom, hasznosítható (diszponibilis) víz mennyisége

• Levegőzöttség (hőgazdálkodás)

Szemcseösszetétel

• A legfontosabb szemcsefrakciók (homok, iszap, agyag) m/m %-ban kifejezett

mennyisége.

Fizikai jellemzők:

• Leiszapolható rész (%)

• Higroszkópossági érték (hy, Hy)

• Arany- féle kötöttségi szám (K

)

Textúra osztályok

Textúra csoport Lr % K

Hy %

Durva homok <10 <25 <0,5

Homok 10-20 25-30 0,5-1,0

Homokos vályog 20-35 30-38 1,0-2,0

Vályog 35-60 38-42 2,0-3,5

Agyagos vályog 60-70 42-50 3,5-5,0

Agyag 70-80 50-60 5,0-6,0

Nehéz agyag >80 >60 >6,0

Talajszerkezet

• A talajszerkezet a talaj azon állapota,

amelynek képződése során az elsődleges

részecskék (elemi részecskék) összetapadnak, így másodlagos és harmadlagos halmazok

(szerkezeti elemek), aggregátumok képződnek.

• Morfológiai szerkezet

• Agronómiai szerkezet

A talajszerkezet jellemzése

• A szerkezet befolyásol minden

anyagtranszport tulajdonságot és folyamatot.

• A szerkezet (vagy az aggregáció) olyanná teszi a talajt, mintha durva szövetű lenne.

• A szerkezet alakítható, változtatható.

A talaj morfológiai szerkezeti formái

• Morzsás szerkezet

– A nagyobb rögök gyenge nyomásra 0,25-10 mm-es morzsákra hullanak szét

– Csernozjom és réti csernozjom talajokra jellemző

• Poros szerkezet

– A talaj nagy része laza por, vagy a talaj egységesen összeállott tömeget alkot, amely már kis nyomásra is 0,25 mm alatti porrá hull szét

– A morzsás szerkezet leromlásából keletkezik

A talaj morfológiai szerkezeti formái

• Tömött szerkezet

– A talaj nyomás hatására sem aprózódik fel rögökké – Száraz állapotban repedezett

– Nehéz mechanikai összetételű agya- és szikes talajok szerkezete

• Homokos szerkezet

– A talaj laza és szemcséi megnedvesítve sem tapadnak össze – A váztalajok jellemző szerkezete

• Hantos (rögös) szerkezet

– Inkább talajállapot, mert a homokos szerkezet kivételével valamennyi állapot mellett kialakulhat, ha túlzottan száraz, vagy nedves állapotban műveljük meg a talajokat

– A 10 mm-nél nagyobb szerkezeti elemek tartoznak ebbe a kategóriába

Morfológiai szerkezeti elemek

morzsa szemcse dió

hasáb oszlop lemez

Agronómiai talajszerkezet

• A különböző nagyságú aggregátumok egymáshoz viszonyított aránya.

– Porfrakció: <0,25 mm

– Morzsafrakció: 0,25-10 mm (1-3 mm)

– Rögfrakció: >10 mm

A talaj mechanikai összetétele, fizikai talajféleség

Atterberg-féle osztályozás

– Kavics 2 mm-nél nagyobb

– Durva homok 2-0,2 mm

– Finom homok 0,2-0,02 mm

– Por, iszap 0,02-0,002 mm

– Agyag 0,002 mm alatt

Kacsinszkij-féle osztályozás

– Kavics 3,0 mm-nél nagyobb

– Durva homok 3-1 mm

– Közepes finomságú homok 1-0,25 mm

– Finom homok 0,25-0,05 mm

– Durva por 0,05-0,01 mm

– Közepes finomságú por 0,01-0,005 mm

– Finom por 0,005-0,001 mm

– Agyag 0,001 mm alatt

A talaj kötöttsége ^(K

⁾

• A mechanikai összetétel és a szervesanyag tartalom függvénye

• A kötöttségi szám a talaj fizikai féleségéről tájékoztat

• Minél nagyobb a kötöttségi szám, annál

nagyobb a művelés energiaigénye

A talaj konzisztenciája – konzisztencia jelenségek

• A talaj tapadása (adhézió)

– Az 1 cm² felületen ébredő tapadóerő

– Nagysága a nedvességtartalom növekedésével emelkedik, majd egy ponton túl csökken

– Értéke 0,0-5,4 kPa

– A talaj tapadását befolyásoló tényezők

• Szerves és szervetlen kolloidok mennyisége

– Nő – a tapadás nő

– Csökken – a tapadás csökken

• Nedvességtartalom

• A tapadás agronómiai konzekvenciái

– Szerepe van a művelés idejének meghatározásában – A művelés eszközének megválasztásában

A talaj konzisztenciája – konzisztencia jelenségek

• Talajkonzisztencia:

talajműveléssel szemben.

– Összetett meghatározása azoknak az erőknek, amelyek a talajrészecskéket összetartják és meghatározzák azt, hogy mekkora erővel lehet a talajrészecskéket szétszakítani, vagy a talajt újraformálni.

• A kohéziós és adhéziós erők érvényesülése

• Kohézió:

• Adhézió:

A talaj konzisztenciája – konzisztencia jelenségek

• Ezek az erők határozzák meg a talajtömeg viselkedését a – gravitációval

– nyomással – dörzsöléssel

– ütéssel szemben

• Meghatározza, hogy a talaj milyen mértékben tapad az idegen testekhez

• Meghatározása: érzékszervi módszerekkel

• Meghatározása három nedvességi szinten:

– Nedves – Nyirkos – Száraz

A talaj konzisztenciája – konzisztencia jelenségek

• Ragadós:

– A talaj sok vizet tartalmaz, a talajrészecskéket körülvevő vízburkok vastagok.

– A kohéziós erők érvényesülése következtében a talaj ragadós, képlékeny.

– A talaj a művelőeszközökre ragad.

– A munka minősége, a teljesítmény romlik.

– Az elkenődött vagy összegyúrt talaj kiszáradás után rögös, hantos lesz.

– Elmunkálás után sem megfelelő a minőség.

A talaj konzisztenciája – konzisztencia jelenségek

• Képlékeny:

– A talaj gyúrható.

– Külső erők hatására különböző alakot vesz fel és ezt az alakot az erő megszűnte után is megtartja.

• Laza:

– A talaj művelésre legalkalmasabb állapot.

– A talaj jó szerkezetű, morzsalékos, a műveléshez a legkevesebb energiát igényli.

A talaj konzisztenciája – konzisztencia jelenségek

• Szilárd:

– A talaj száraz, kemény, a talajrészecskék szorosan tapadnak egymáshoz.

– Ha a talajt ilyen állapotban szántjuk, akkor a

barázdaszelet nagyobb része rögös, hantos lesz és közben a porképződés is nagy.

– A művelt réteg a két szélsőséges frakcióértékre esik szét.

– A további elmunkálás nehéz, porfrakció növekszik.

A művelés minőségét befolyásoló tényezők

• Állandó tényezők :

– A talaj sűrűsége

– A talaj kötöttsége, fizikai félesége

– A talaj konzisztencia jelenségei

viszkozitás, duzzadás és zsugorodás, képlékenység, tapadó képesség)

– A talaj szerves anyag tartalma

– A talaj egyes kémiai tulajdonságai

A művelés minőségét befolyásoló tényezők

• Változó tényezők :

– A talaj szerkezete

– A talaj térfogattömege

– A talaj pórustérfogata, összporozitása, differenciált porozitása

– A talaj ellenállása

– A talaj nedvességtartalma

A talaj pórustere

• Aggregátumokon belüli és azok közötti hézagok,

melyek egymással összekötetésben vannak. Méretük és funkciójuk eltérő.

– A pórusok össztérfogatát összes,

– a különböző méretű pórusok egymáshoz viszonyított arányát differenciált porozitásnak nevezzük.

– Az összporozitás számításához ismernünk kell a talaj sűrűségét és térfogattömegét.

• A pórusteret víz és levegő tölti ki.

A pórustérfogat számítása

A talaj térfogattömege ( ρ) :

A talaj sűrűsége (ρ

) :

Pórustérfogat számítása (P), [tf%] :

P= 1 - ·10 0

ρρ_m P_kap= ·10

0 VK _kap

P

Különböző méretű pórusok és funkciójuk

Csoportosítás Átmérő

μm Vízgazdálkodási funkció

Finom pórus <0,2 Kötött víz pórustere Közepes pórus 0,2-10 Kapilláris pórustér Közepesen durva

pórus 10-50 Kapilláris-gravitációs pórustér

Durva pórus 50-1000

Gravitációs pórustér Igen durva pórus

(repedés) >1000

Vízkapacitás

• Vízkapacitásnak

• Formái:

– Kapilláris (VK_kap) – Maximális (VK_max) – Minimális (VK_min)

– Természetes vagy szántóföldi (VK_szf)

Vízkapacitás

• Azt a vízmennyiséget (nedvességtartalmat), amely a növény számára már nem hozzáférhető holtvíz

tartalomnak (HV) nevezzük. [m/m %; V/V %; mm].

• A talaj ezen nedvességi állapota mellett a növények elhervadnak, ezért ezt hervadáspontnak is nevezik.

• Hasznos (diszponibilis) víz (DV): az a vízmennyiség, melyet a talaj a növény számára hasznosan tárolni

képes.

DV = VK - HV

A talaj pórustere, vízkapacitása

VK

VK

HV

víz levegő

talajszemcse

pF érték

• A talaj szívóhatásával egyensúlyt tartó vízoszlop cm (kapilláris potenciál) negatív logaritmusa.

– 0,01 atm 10cm 1pF

– 0,1 atm 100cm 2pF

– 1 atm 1000cm 3pF

– 10 atm 10000cm 4pF

– 100 atm 100000cm 5pF

– 1000 atm 1000000cm 6pF

• pF 4,2: holt víz érték!!

pF-görbe

7 6 5 4 3 2 1 0 pF

0 10 20 30 40 50 60

50 60

40 30

20 10

DV HV

VK_sz

VK_min

VÍZ LEVEGŐ

Nedvességtartalom V/V %

A művelés hatása a talajra

• Közvetlenül változik a talaj:

– térfogattömege, – porozitása,

– háromfázisos rendszere – és agronómiai szerkezete.

• Közvetve változnak a talaj

– biológiai,

– kémiai tulajdonságai, folyamatai

.

A talajművelés hatástartama

• A művelés hatástartamát befolyásoló tényezők:

– A talaj természetes tulajdonságai – A talaj műveléskori fizikai állapota

– A művelés mélysége, módja és minősége – A talajhasználat, a növénytermesztési

eljárások

– A művelés utáni csapadék mennyisége

A talajművelés hatástartama

• Kolloidban szegény laza talajokon rövid

• Középkötött talajokon hosszabb

• Öntözés következtében nedvesebb talajokon rövidebb

• Sokmenetes elmunkálás hatására rövidebb

• Csapadékos idényben rövidebb

Előadás összefoglalása

•A talajművelést befolyásoló talajfizikai tényezők:

•Talajszerkezet

•Mechanikai összetétel

•Kötöttség

•Konzisztencia viszonyok

•Térfogattömeg

•Porozitás

•Vízkapacitás

Előadás ellenőrző kérdései

• Milyen állandó tényezők befolyásolják a talajművelés minőségét?

• Milyen változó tényezők befolyásolják a talajművelés minőségét?

• Melyek a vízkapacitás formái?

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET

Következő

ELŐADÁS CÍME :

művelhetőségét meghatározó paraméterek elemzése

• Előadás anyagát készítették: Dr. Schmidt Rezső, Dr. Beke Dóra