Определение механический состав почвы. Особенности и определение механического состава почвы
Определение механический состав почвы. Особенности и определение механического состава почвы
Грунт состоит из массы органических веществ, минералов, газов и жидкостей, главная функция которых заключается в поддержании жизни для растений. Поэтому так важно определить его структуру. В статье пойдет речь об особенностях и определении механического состава почвы.
Что это такое?
После естественного распада горных пород и минералов образуется разрыхленная масса, состоящая из мельчайших частичек почвы, различающихся между собой разными диаметрами. Такие частицы носят название механических элементов. Если частички имеют идентичный друг другу размер, то составляют фракцию. Группировка таких фракций по идентификационным признакам называется классификацией механических элементов.
Механический состав почвы определяется как процентное содержание в них механических элементов. Зависит он прежде всего от породы, из которой образована почва, а также от ряда процессов, повлиявших на ее формирование.
Классификация почв по механическому составу
Для изучения фракций профессором Н. А. Качинским была разработана классификация, подразумевающая деление почвы на несколько видов. Они бывают:
- песчаные;
- супесчаные;
- суглинистые;
- глинистые.
Все они различаются между собой свойствами, а также разным восприятием к возможности что-либо вырастить на конкретном участке земляного покрова. К примеру, относительно механического вмешательства они делятся на легкие и тяжёлые. В связи с этим легче всего контактировать с песчаными и супесчаными почвами, следовательно, значительно сложнее с глинистыми, суглинистыми.
По своему строению песочные крупицы имеют отличную водонепроницаемость, но слабую влагоудерживающую способность. Поэтому в условиях повышенной влажности они теряют свою основную пластичность, способность к связыванию, липкость. В высушенном состоянии крупицы обладают большей пористостью, сыпучи, легко отделяются друг от друга. У них полностью отсутствует способность к объединению в единую группу. Не менее важной физической характеристикой является воздухопроницаемость земляного покрова. Чем выше температура воздуха, тем она будет ниже. А также она падает при резком повышении влажности грунта.
Как определить механический состав почвы методом филатова? Лабораторная работа 7
⇐ Предыдущая Стр 9 из 15 Следующая ⇒
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО (ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО)
СОСТАВА ПОЧВЫ И ПОЧВООБРАЗУЮЩЕЙ ПОРОДЫ
Задание
Определить механический (гранулометрический) состав образца почвы методом раскатывания.
Материалы
1. Образец почвы в почвенном ящике.
2. Бланк описания образца почвы.
3. Фарфоровая ступка и пестик.
4. Мензурка или колба с водой.
5. Влажные салфетки для рук.
6. Полиэтиленовый (или бумажный) пакет для мусора.
Методика работы
1. Небольшое количество почвенного материала (объём одной чайной ложки), взятое из отдельного генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается в фарфоровой ступке до однородной рассыпчатой массы и смачивается водой из мензурки или колбы до густой вязкой (тестообразной) консистенции.
2. Полученная масса скатывается в шарик диаметром около 1,5–2 см.
3. Шарик раскатывается на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.) в шнур длиной около 5 см и равномерной толщиной около 4–5 мм.
4. Полученный шнур аккуратно сгибается в кольцо также на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.). Не допускается сгибание в кольцо пересохшего или переувлажнённого шнура: если шнур высох, то необходимо добавить немного воды и раскатать материал вновь, если он переувлажнённый – слегка обдуть его для испарения воды с поверхности.
5. По характеру раскатывания материала в шнур, его морфологии, наличию и густоте трещин на нём определяется принадлежность изучаемого почвенного материала к той или иной группе (подгруппе) механического состава (табл. 5).
6. Исходя из механического состава и опираясь на табл. 2 и 4, определяют общие особенности минералогического состава каждого генетического горизонта (подгоризонта). Эти выводы сопоставляются с выводами об особенностях минералогического состава, полученными при анализе окраски почвенного образца.
7. Отработанный почвенный материал не возвращается обратно в почвенный ящик, а удаляется в мусорное ведро или пакет.
Для надёжности определения механического состава и исключения случайного результата необходимо провести описанную процедуру на раскатывание не менее двух-трёх раз для одного и того же образца.
Итоговый результат по механическому составу каждого генетического горизонта (подгоризонта) вписывается простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы.
8. Для механического анализа почва обычно подготавливается с использованием пирофосфата натрия. После этого довольно трудоёмкого процесса проводится расчёт результатов механического анализа. Полученные результаты записывают в табл. 6.
На основании полученных данных дают основное и дополнительное название почвы по гранулометрическому составу.
Чтобы дать основное название почвы, необходимо найти содержание физической глины или физического песка (табл.). В данном случае почва легкосуглинистая.
Дополнительное название почвы дают с учётом преобладающих фракций. Выделяют пять таких фракций: 1) гравелистую (3–1 мм); 2) песчаную (1–0,05 мм), включающую крупный, средний и мелкий песок; 3) крупнопылеватую (0,5–0,01 мм); 4) пылеватую (0,01–0,001 мм), включающую среднюю и мелкую пыль; 5) илистую (менее 0,001 мм). Находят две превалирующие фракции и добавляют их к основному названию почвы, причём фракцию, которая абсолютно преобладает, ставят на последнее место. Этим подчёркивают её доминирующее положение в почве.
Механический состав почвы примеры. Гранулометрический состав почвы
Гранулометри́ческий соста́в (механический состав, почвенная текстура) — относительное содержание в почве , осадке, горной породе или антропогенных образованиях частиц различных размеров независимо от их химического или минералогического состава. Гранулометрический состав является важным физическим параметром, от которого зависят многие аспекты существования и функционирования почвы, в том числе плодородие .
Гранулометрический состав — содержание в почве механических элементов, объединенных по фракции.
В почвах и породах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм , так и более нескольких сантиметров . Для подробного анализа весь возможный диапазон размеров делят на участки, называемые фракциями . Единой классификации частиц не существует.
Исторически первая классификация фракций предложена А. Аттербергом в 1912 и была основана на изучении физических свойств монофракциальных смесей. Их анализ показал резкие качественные различия, в частности, в липкости при достижении размеров 0,002, 0,02 и 0,2 мм.
Шкала Аттерберга легла в основу более новых зарубежных классификаций. В СССР и России была принята несколько иная классификация Н. А. Качинского .
| Граничные значения, мм | Название фракции |
|---|---|
| Коллоиды | |
| 0,0001—0,0005 | Тонкий ил |
| 0,0005—0,001 | Грубый ил |
| 0,001—0,005 | Мелкая пыль |
| 0,005—0,01 | Средняя пыль |
| 0,01—0,05 | Крупная пыль |
| 0,05—0,25 | Тонкий песок |
| 0,25—0,5 | Средний песок |
| 0,5—1 | Крупный песок |
| 1—3 | Гравий |
| больше 3 | Каменистая часть почвы |
Вместе с этими в классификации Качинского выделяются фракции физического песка и физической глины , соответственно, крупнее и мельче 0,01 мм.
В настоящее время получили распространение два основных принципа построения классификаций:
Однозначного перехода от одной классификации к другой не существует, однако используя кумулятивную кривую выражения результатов гранулометрического состава можно назвать почву по обеим классификациям.
Гранулометрический состав определяет многие физические свойства и водно-воздушный режим почв, а также химические, физико-химические, биологические и конечно же физико-механические свойства.
Разные фракции обычно представлены различными минералами. Так, в крупных преобладает кварц , в мелких — каолинит , монтмориллонит . По фракциям различается способность образовывать с гумусом органоминеральные соединения .
Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь — большие величины ёмкости катионного обмена , водоудерживающей способности, лучшую агрегированность, но меньшую прочность. Тяжёлые почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие — с водным режимом.
Методы определения гранулометрического состава грунтов можно разделить на прямые и косвенные.
К прямым относятся методы, основанные на непосредственном (микрометрическом) измерении частиц в поле зрения оптических и электронных микроскопов или с помощью других электронных и электронно-механических устройств. В практике прямые (микрометрические) методы не получили широкого распространения.
К косвенным относятся методы, которые базируются на использовании различных зависимостей между размерами частиц, скоростью осаждения их в жидкой и воздушной средах и свойствами суспензии . Это группа методов, основанных на использовании физических свойств суспензии (ареометрический, оптический и др.) или моделирующих природную седиментацию (пипеточный, отмучивания и др.).
Ареометрический метод основан на последовательном определении плотности суспензии грунта через определенные промежутки времени с помощью ареометра. По результатам определений рассчитывают диаметр и количество определяемых частиц по формуле или с помощью номограммы. Этим методом определяют содержание в грунте частиц диаметром менее 0,1 мм. Содержание фракций крупнее 0,1 мм определяют ситовым методом.
Устройство ареометра основано на законе Архимеда: всякое погруженное в жидкость тело теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. При постоянном объеме тела, погруженного в жидкость, более тяжелой жидкости будет вытеснено меньше, а более легкой – больше. Таким образом в легкую жидкость тело будет погружено на большую глубину, в тяжелую на меньшую. Следовательно, чем больше концентрация суспензии, тем больше её плотность и меньше глубина, на которую погружается в неё ареометр.
При отстаивании суспензии частицы грунта, подчиняясь закону силы тяжести, падают на дно сосуда, и плотность суспензии уменьшается. Соответственно ареометр по мере выпадения частиц постепенно погружается в суспензию глубже и глубже.
Пипеточный метод используется для определения гранулометрического состава глинистых грунтов в комбинации с ситовым. Этот метод основан на разделении частиц грунта по скорости их падения в спокойной воде.
Через определенные интервалы времени пипеткой из суспензии грунта с различных глубин отбирают пробы, которые затем высушивают и взвешивают.
К косвенным методам также относится и полевой метод Рутковского , который дает приближенное представление о гранулометрическом составе грунтов. В основу метода положены:
С помощью метода Рутковского выделяют три основные фракции: глинистую, песчаную и пылеватую. В полевых условиях на практике этот метод целесообразно применять для определения песков пылеватых и супесей.
В особую группу выделяют методы определения размеров частиц с помощью ситовых наборов. Они занимают промежуточное положение между прямыми и косвенными методами и широко используются в практике самостоятельно или в комбинации с другими методами.
Ситовой метод – один из основных в практике исследований грунтов для строительства. Метод используется для определения гранулометрического состава крупнообломочных и песчаных грунтов, а также крупнозернистой части пылевато-глинистых грунтов.
Сущность метода заключается в рассеве пробы грунта с помощью набора сит. Для разделения грунта на фракции ситовым методом без промывки водой применяют сита с отверстиями диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5 мм; с промывкой водой – сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм. Ситовой метод с промывкой водой обычно применяют для определения гранулометрического состава мелких и пылеватых песков.
Для крупнообломочных грунтов применяются метод грохочения .
При определении гранулометрического состава почв выявляется процентное содержание фракций механических элементов. Например, почва содержит 23,4% физической глины.
Продуктивность растений на почвах различного гранулометрического состава может существенно различаться, что объясняется различием в свойствах почв.Оптимальный гранулометрический состав зависит от условий влагообеспеченности и технологии возделывания.В засушливых условиях низкий запас влаги в лёгких почвах ( супесях и песках ) и слабый капиллярный подъём приводят к существенному снижению урожайности . В условиях хорошего и избыточного увлажнения такие почвы лучше аэрируются и растения на них чувствуют себя лучше.Низкий запас элементов питания в лёгких почвах можно легко устранить при внесении удобрений, которые имеют высокую эффективность на таких почвах вследствие малой буферности .
Механический состав почвы это. Механический состав почвы
Механическим составом почвы называют относительное (в процентах) содержание в ней твердых частичек различного размера. Эти частички являются отдельными зернами минералов, обломками горных пород, продуктами взаимодействия органических и минеральных веществ – их называют механическими элементами.
Гранулометрический состав почвы оказывает сильное влияние на ее агрономические свойства . Песчаные и супесчаные почвы называют легкими. Вода сквозь них быстро просачивается, легко испаряется. Такие почвы имеют мало влаги, но много воздуха. Поверхность их быстро нагревается и остывает. Питательные вещества легко вымываются. Органические вещества быстро минерализуются. Поэтому, на почвах легкого механического состава необходимо вносить органические удобрения большими дозами, а минеральные – малыми.
Легко- и среднесуглинистые почвы – умеренно тяжелые. Они имеют сравнительно оптимальные физические свойства: хорошо связывают воду, но и достаточно насыщены воздухом. Хорошо окультуриваются. Элементов питания для нормальной жизнедеятельности растений содержат сравнительно достаточно. Их органические остатки быстро образуют гумус.
Тяжелосуглинистые, глинистые почвы – тяжелые. Они слабопроницаемы для воды и воздуха, способны удерживать много влаги, которая в значительной степени может оставаться недоступной для растений. Эти почвы часто переувлажнены, холодные. Кроме того, они сильно уплотняются, и при высыхании на их поверхности образуются трещины. Глинистые почвы содержат значительные количества элементов питания, но растения не всегда могут их использовать.
Таким образом, гранулометрический состав во многом определяет плодородие почвы; от него зависят многие важные физические и физико-химические свойства. Информация о механическом составе почвы необходима при решении многих практических вопросов. Так, она нужна при определении доз и способов внесения удобрений, извести, сроков и приемов обработки почвы, подбора сельскохозяйственных культур и почвообрабатывающей техники, глубины заделки семян и удобрений, сроков посева и др.
Механический состав почв можно улучшить путем глинования легких и пескования тяжелых. В естественных условиях с механическим составом почвы связано формирование определенных фитоценозов. Так, на песчаных местообитаниях обычно произрастает сосна, вереск, лишайники из рода кладония цетрария; из зеленых мхов – мох Шребера, Дикранум; из разнотравья – бессмертник, ястребинка волосистая, икотник серо-зеленый, эспарцет песчаный, вейники и др. Не выносят песчаных почв ель, дуб, слива, вишня и др.