Гранулометрический (механический) состав грунтов и почв
Твердая фаза почвы состоит из частиц различных размеров, которые называются механическими элементами или гранулами. Относительное содержание в почве или грунте механических элементов называется механическим или гранулометрическим составом, а количественное определение их гранулометрическим или механическим анализом.
В соответствии с ГОСТ 27593-88 «Почвы. Термины и определения», гранулометрический состав – это содержание в почве механических элементов, объединенных по фракции.
Проведение гранулометрического анализа очень важно при определении физико-механических свойств почв/грунтов, таких как порозность, влагоемкость, водопроницаемость, плотность, пластичность, липкость, набухание и др., то есть тех свойств, которые напрямую влияют на плодородие почв или знание которых необходимо при проведении строительных работ.
Механические элементы в зависимости от размера подразделяют на фракции: больше 3мм-камни, 3-1мм — гравий, песок 1-0,05мм (крупный, средний, мелкий), пыль – 0,05-0,001 (крупная, средняя, мелкая), ил – 0,001-0,0001 (грубый, тонкий) и коллоиды меньше 0,0001. Сумму всех механических элементов почвы размером меньше 0,01мм называют физической глиной, а больше 0,01мм – физическим песком. Кроме того, выделяют мелкозем, в который входят частицы меньше 1мм, и почвенный скелет – частицы больше 1мм.
Соотношение физической глины и физического песка лежит в основе классификации почв по механическому составу. Все почвы и грунты по механическому составу объединяют в несколько групп с характерными для них физическими и химическими свойствами: песок, супесь, суглинок, глина. Каждая группа подразделяется на подгруппы в зависимости от крупности механических элементов и преобладающих фракций.
Методы гранулометрического анализа
Гранулометрический состав можно определить приближенно в полевых условиях по внешним признакам и на ощупь «сухим» или «мокрым» методом. Этими методами могут воспользоваться садоводы-огородники при определении доз внесения удобрений, количества песка, торфа, опилок для улучшения структуры почвы и создания более благоприятных условий для роста сельскохозяйственных культур.
«Сухой» метод
Сухой комочек или щепотку почвы/грунта кладут на ладонь и тщательно растирают пальцами. Механический состав определяется по ощущению при растирании. Глинистые почвы в сухом состоянии с большим трудом растираются между пальцами, но в растертом состоянии ощущается однородный тонкий порошок. Суглинистые почвы при растирании в сухом состоянии дают тонкий порошок, в котором прощупывается некоторое количество песчаных частиц. Песчаные почвы состоят только из песчаных зерен с небольшой примесью пылеватых и глинистых частиц.
Пылеватые почвы и породы при растирании дают ощущение мягкости или «бархатистости»; песчанистые — жесткости, шероховатости; пылевато-песчанистые — мягкости, но и явного присутствия песчинок.
«Мокрый» метод
Образец растертой почвы или грунта увлажняют до тестообразного состояния, при котором почвы обладают наибольшей пластичностью. Затем пробуют на ладони скатать шарик и из него шнур толщиной около 3мм. Получившийся шнур пробуют свернуть в кольцо диаметром 2-3см. В зависимости от механического состава почвы/грунта показатели «мокрого» анализа будут различны. У рыхлых песков шарик не образуется; у связных песков — легко крошится; у супесей — имеет шероховатую поверхность; у суглинков — гладкую поверхность; у глинистых — гладкую, блестящую поверхность. Пески не образуют шнура; супеси дают зачатки шнура; у легких суглинков шнур образуется, но распадается на дольки; средние суглинки дают сплошной шнур, но при свертывании в кольцо он разламывается на дольки; тяжелый суглинок — шнур образуется сплошной, но при свертывании в кольцо трескается ; глины дают сплошной шнур, который свертывается в кольцо, не трескаясь.
Для точного установления гранулометрического состава применяют лабораторные методы, позволяющие находить количество всех групп механических элементов, слагающих почву или грунт.
При исследованиях гранулометрического состава почв/грунтов песчаного и крупнообломочного состава, реже в супесчаных, применяется ситовой метод (метод просеивания на ситах). Пробы грунта просеивают через набор сит с отверстиями разного диаметра: 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1. Каждую фракцию грунта, задержавшуюся на ситах, взвешивают и рассчитывают процентное содержание по отношению к общей массе грунта. При проведении гранулометрического анализа песков с размером частиц от 10 до 0,5 мм просеивание проводится без промывки, а от 10 до 0,1 мм с промывкой водой
Для исследования гранулометрического состава глинистых и суглинистых грунтов для частиц менее 0,1мм применяют ареометрический и пипеточный методы гранулометрического анализа. Эти методы основаны на зависимости, существующей между скоростями падения частиц и их размером. Если взмутить суспензию почвы/грунта и оставить ее в спокойном состоянии, то постепенно взмученные частицы осядут. Быстрее будут осаждаться более крупные по размеру и более тяжелые механические элементы, то есть плотность и механический состав суспензии будут изменяться с течением времени.
При ареометрическом методе производят измерения плотности отстаиваемой в цилиндре суспензии ареометром через определенные промежутки времени. Плотность, измеренная ареометром, зависит от содержания в суспензии взвешенных твердых частиц. Получив значения убывающей плотности через определенные промежутки времени, с помощью расчетных формул или по номограммам определяют процентное содержание частиц определенного размера.
Пипеточный метод предполагает отбор проб суспензии из цилиндра с определенных глубин через разные промежутки времени. Для производства анализа взмучивают грунтовую суспензию и оставляют ее в покое на определенное время, после чего специальной пипеткой с нужной глубины отбирают пробу суспензии. Такая проба содержит только те частицы, которые не успели осесть за указанное время отстаивания. При следующих пробах, взятых пипеткой через большие промежутки времени от начала отстаивания суспензии, получают более мелкие частицы. Определяя массу высушенных проб и зная размер отобранных частиц (вычисляемый по длительности отстаивания суспензии и глубине взятия проб), вычисляют процентное содержание этих частиц в образце почвы/грунта.
Источник
Лабораторная работа № 4 диагностика почв по гранулометрическому составу
Цель работы – освоить методику определения гранулометрического (механического) состава почвы.
Основные понятия. Гранулометрический состав почвы – соотношение совокупностей элементарных (механических) частиц разного размера. Распределение частиц по размеру дает широкое представление о физических и химических свойствах почвы, в частности, о её поглотительной способности, влагоемкости, водопроницаемости. Изменение гранулометрического состава по горизонтам в пределах почвенного профиля служит доказательством генезиса почвы и происходящих в ней процессов. В агрономии используются понятия “легкие” и “тяжелые” почвы. Первые содержат больше песчаных и пылеватых частиц, легки в обработке, водопроницаемы, “теплые”, но содержат меньше гумуса и питательных веществ. Вторые – более плодородны, но у них хуже водно-физические свойства. Тяжелые почвы – “заплывающие”, “холодные”, трудны в обработке.
В полевых условиях и в лаборатории гранулометрический состав почв приближенно определяют по внешним признакам и на ощупь. Для точного его установления применяют лабораторные методы, позволяющие находить соотношение групп механических элементов, слагающих почву или породу. По их содержанию можно безошибочно отнести исследуемую почву или породу к той или иной группе механического состава. Однако лабораторные методы определения механического состава довольно трудоемки и требуют определенного навыка и времени, поэтому в данном лабораторном практикуме не используются.
Элементарные частицы объединяются в группы или фракции: частицы крупнее 3 мм – камни, 3 – 1мм – гравий, 1 – 0,5мм – крупный песок, 0,5 – 0,25мм – средний песок, 0,25 – 0,05мм – мелкий песок, 0,05 – 0,01мм – крупная пыль, 0,01 – 0,005 – средняя пыль, 0,005 – 0,001мм – мелкая пыль, 0,001 – 0,0001 – ил, меньше 0,0001 мм – коллоидные частицы.
Каждая фракция характеризуется суммой физических свойств, отличающих ее от других фракций. Частицы крупнее 0,01 мм объединяют во фракцию физического песка, а мельче – во фракцию физической глины. По содержанию физической глины, можно дать видовое название почвы, используя табл. 4.
Классификация почв по механическому составу
Основное название почвы по механическому составу
Содержание физической глины, частицы 80
Все группы почв и пород (песок, супесь, суглинок песчанистый, суглинок пылеватый и т. д.) различают по ряду признаков, приведенных в табл.5. Параллельно дают визуальную оценку выраженности структуры почвы (определение см. в работе №3) следующим образом: структура хорошо выражена, плохо выражена или почва бесструктурная.
Почву можно охарактеризовать рядом физико-механических свойств.
Связность – способность почвы сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить почвенные частицы. Наибольшая связность характерна для глинистых, малооструктуренных тяжелых почв в сухом состоянии. Песчаные почвы в сухом состоянии имеют наименьшую связность.
Пластичность – способность почвы изменять свою форму (деформироваться) под действием внешних сил без разрушения и сохранять полученную форму после прекращения механического воздействия.
Определение механического состава почвы “сухим” методом
Реактивы и оборудование: фарфоровая ступка, фарфоровый пестик, фильтровальная бумага, 10 – % раствор HCl.
Сухой комочек или щепотку воздушно-сухой почвы испытывают на ощупь, кладут на ладонь и тщательно растирают пальцами. При необходимости плотные агрегаты раздавливают в фарфоровой ступке фарфоровым пестиком.
гранулометрический состав почвы или породы определяют по ощущению при растирании пальцами сухой почвы, а именно, по количеству песка (табл.5.) и результат записывают в таблицу 6.
Органолептические признаки механического состава почвы
Состояние сухого образца
Ощущение при растирании сухого образца
Состоит почти исключительно из песка
Комочки слабые, легко раздавливаются
Преобладают песчаные частицы. Мелкие – являются примесью
Легкий песчанистый суглинок
Комочки разрушаются с небольшим усилием
Преобладают песчаные частицы. Глинистых частиц 20—30%
Средний песчанистый суглинок
Структурные отдельности разрушаются с трудом, намечается угловатость их формы
Песчаные частицы еще хорошо различимы. Глинистых частиц примерно половина
Песчаных частиц почти нет.
Преобладают глинистые частицы
Агрегаты очень плотные, угловатые
Тонкая однородная масса, песчаных частиц нет
Различают эти разновидности следующим образом.
Пылеватые супеси и легкие пылеватые суглинки образуют непрочные комочки, при раздавливании легко распадающиеся.
При растирании супеси производят шуршащий звук и легко ссыпаются с руки.
Необходимо быть внимательным при определении механического состава пылеватых суглинков. При растирании они дают ощущение мучнистости вследствие большого количества крупной пыли (>40%), при этом песок практически не ощущается.
При растирании легких суглинков ощущается ясно различимая шероховатость, глинистые частицы втираются в кожу.
Средние пылеватые суглинки также дают ощущение мучнистости, но производят ощущение тонкой муки со слабо заметной шероховатостью.
Комки средних суглинков раздавливаются с некоторым усилием.
Тяжелые пылеватые суглинки в сухом состоянии с трудом поддаются раздавливанию, образуют хорошо выраженные структурные отдельности с острыми ребрами, дают ощущение тонкой муки при растирании. Шероховатость не ощущается.
Диагностика механического состава почв «сухим»методом
Источник
agrodoctor
agrodoctor agrodoctor
Слышал бы кто, что за латынь я им внушал, как лекарь.
Гранулометрический анализ почвы и его применение в агрономической практике.
Некоторые «вошли во вкус» и в последние несколько лет к нам посыпались заявки на определение в почве кобальта, селена, и прочей «экзотики». В условиях рыночной экономики отговаривать клиента от лишнего заказа как то не принято, но все же, по нашему глубокому убеждению, практическую ценность имеют только те данные анализов, которые можно адекватно интерпретировать в конкретные агрономические решения. И до тех пор, пока наука не разработает точных формул расчета потребности в кобальтовых удобрениях для почв с той или иной обеспеченностью кобальтом, более мудрым решением будет концентрация финансовых ресурсов и рабочего времени на проведении тех анализов, которые позволяют рассчитать нормы внесения удобрений, правильно подобрать протравитель и принимать множество других, столь же важных агрономических решений.
В связи с этим стоит поговорить об очень важном, но пока еще не совсем привычном для многих агрономов, гранулометрическом анализе почвы.
Что это за анализ? Как он проводится? Зачем его нужно проводить и какие технологические решения должен принимать агроном в зависимости от его результатов?
Почва наша (если не учитывать содержащуюся в ней влагу и воздух) состоит из частичек различного размера, от весьма крупного гравия до микроскопически малых. Их принято делить на фракции:
| Таблица 1. Международная классификация частиц почвы по размеру | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Классификация | Диаметр частиц (мм) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Гравий | Более 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Крупнозернистый Песок | 0,5-1,0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Среднезернистый песок | 0,25-0,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Мелкозернистый песок | 0,1-0,25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Илистые частицы | 0,002-0,05 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Глина | Вот от того, какую долю в данной почве составляют частицы ила, глины и песка, соответственно, будут зависеть важнейшие водно-физические ее свойства – потенциал влагоемкости, водопроницаемость,  теплопроводность … Именно на основе подсчета соотношения этих фракций специалисты и относят почву И получаем значения таких характеристик почвы, как влажность завядания, наименьшая влагоемкость и предельная влагоемкость. Но знания эти нужны и тем, кто работает на богаре. Очень часто планирую посев той или иной культуры агроном должен оценить запасы продуктивной влаги в почве. Что такое «продуктивная влага»? Это как раз разница между фактической относительной влажностью почвы на сегодня и влажностью завядания характерной для данной почвы. И если первый показатель (относительную влажность) легко определить весовым методом высушив почву в бюксах в сушильном шкафу, то влажность завядания можно узнать только путем проведения гранулометрического анализа почвы и обработки данных программой расчета. В таблице 2 приведена такая классификация почв и, пользуясь нею, агроном может выбирать оптимальные участки для выращивания различных культур более точно и грамотно, нежели это делает в эпиграфе к данной статье герой романа Войновича.
Низкая капиллярность обуславливает еще одно технологическое решение для таких почв – заужение междурядий. Как известно, на капельном принято сдваивать рядки с размещением капельной трубки в узком междурядии. Но есть у песков и свои, очень важные (например, для овощеводов) преимущества. Во-первых, на песках овощи вырастают чистыми, их вполне можно реализовывать без предпродажной мойки. Особенно это важно для картофеля и корнеплодов. Во-вторых, пески технологичнее. Обработки почвы, опрыскивания полей можно проводить в любой день, даже после самого сильного дождя песок очень быстро просыхает и позволяет выйти на поле и технике и людям практически на всех технологических операциях. Это быстрое просыхание песчаной почвы значительно облегчает борьбу с болезнями (так как непременным условием для развития многих заболеваний является высокая влажность). Быстрота высыхания песков облегчает и борьбу с сорняками в широких междурядьях , естественно, при капельном орошении. Поливая только узкие полоски между сдвоенными рядками, мы оставляем широкие междурядья без влаги и на песчаной почве сорняки в них расти не могут, тогда как на почвах большей влагоемкости одного-двух дождей может хватить, чтобы сорная растительность успешно развивалась в междурядьях, если конечно вовремя не уничтожить ее культивациями. И еще одно преимущество песков – они гораздо быстрее прогреваются, а значит, позволяют раньше посеять, высадить рассаду, в итоге получить более ранний урожай. Гораздо сложнее работать на почвах, относящихся к противоположной крайности – тяжелых глинах. К такому типу относят почвы с содержанием физической глины более 65% ( Таблица 2 ). Глинистые почвы характеризуются низкой водопроницаемостью, на них может долго застаиваться не только дождевая, но и поливная На картофеле при выращивании на тяжелых почвах типичной проблемой является Дуплистость клубней картофеля – классическое последствие водного стресса. Это поражение более часто встречается на легких супесчаных и песчаных почвах. Вы можете вылит на поле за сезон совершенно правильное количество воды, но если сам полив будет строиться по принципу «пересохло-переувлажним!» то такие постоянные водные стрессы приведут к образованию внутри клубней пустот, вследствие неравномерного роста клеток паренхимы. Однако по внешнему виду ( а также пользуясь всякими анекдотичными методами «поплюйте на почву, сожмите ее в комок, раскатайте в колбаску…..») вы вряд ли отличите тяжелую глину от средней или тяжелый суглинок от легкой глины. Ведь точно зная все важнейшие характеристики вашей почвы, вы сможете найти эффективные способы исправления всех ее недостатков, или по крайней мере, правильно подобрать культуры и технологические приемы, чтобы получать высокие урожаи даже на непростых по механическому составу почвах. Источник ➤ Adblockdetector | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вода, растения, как правило, страдают от недостатка воздуха в почве. Капиллярность таких почв также очень низкая. Простых и радикальных решений этой проблемы не существует (завоз песка для почвоулучшения реален в масштабах дачи, но никак не на промышленных полях), единственное приемлемое решения для профессионала – постоянное рыхление междурядий. Именно рыхления, а не культивации. То есть рабочими органами вашего КРНа должны быть не стрельчатые лапки и не бритвы, а долота (чизельные лапки). Конечно, если при данной обработке почвы стоит также и задача срезания сорняков, то на одном культиваторе можно совмещать рабочие органы различного типа. 
На свекле и моркови переувлажнение (которое случается на глинах чуть ли не после каждого дождя) приводит к тому, что корнеплоды будут формироваться в виде коротких «бочонков», ветвиться и укорачиваться.