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
Механический анализ почвы
Механический состав почвы определяет многие агрономически важные ее свойства: водный, воздушный и тепловой режим, и влияет на запас питательных веществ в почве, подвижность и эффективность действия вносимых удобрений. От механического состава зависят сложение, порозность, влагоемкость, влажность завядания и другие физические свойства.
Задача механического анализа — определить содержание элементарных механических частиц в почве после искусственного расчленения микроагрегатов, ранее сцементированных карбонатами, склеенных органическими и минеральными соединениями. Результаты механического анализа зависят от метода подготовки почвы, так как разные методы разрушают цементирующие вещества различной степени устойчивости.
Выделение скелетной части почвы на ситах. При проведении механического анализа прежде всего выделяют камни, хрящ, крупный песок и пр. Для этого среднюю пробу почвы в 200- 300 г частями просеивают через сито с отверстиями в 1 мм. Почвенные комки раздавливают в ступке пестиком с резиновым наконечником. Просеивание продолжают до тех пор, пока на сите не останутся не поддающиеся раздавливанию частицы почвы (скелет) с приставшими к ним глинистыми частицами.
Для отделения глинистых частиц от скелета почвы его переносят в фарфоровую чашку, приливают воды и кипятят около 1 часа, помешивая стеклянной палочкой. После кипячения мутную жидкость сливают и повторяют кипячение, пока вода не будет оставаться прозрачной. Воду сливают, оставшиеся в чашке частицы минералов (скелет) высушивают и рассеивают на отдельные фракции через серию сит с диаметром отверстий в 10, 5, 3 и 1 мм. После взвешивания каждой фракции отдельно вычисляют процентное содержание их на абсолютно сухую почву.
Данные о содержании скелетных фракций обычно приводят рядом с таблицей механического состава мелкозема почвы. Из мелкозема, после соответствующей подготовки, выделяют фракции 1-0,5 и 0,5-0,25 мм на ситах, а более мелкие частицы разделяют методом, основанным на зависимости скорости падения частиц в спокойной воде от их размера.
Почвы, не содержащие карбонатов и с малым содержанием гумуса, не требуют длительной подготовки к механическому анализу, но для карбонатных почв она обязательна. В СССР наибольшее распространение получили метод подготовки почв Н.А. Качинского и некоторые более быстрые методы, в которых в качестве диспергатора применяют пирофосфат натрия, щавелевокислый натрий или другие соединения.
Источник
Исследовательская работа по географии «Механический состав почвы»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Управление по образованию и работе с молодежью администрации
филиал МБОУ «Чагоянская СОШ»-«Селетканская школа»
Механический состав почвы
работа ученицы 8 класса
Руководитель: учитель биологии
Долгополова Наталья Михайловна
1. Обзор литературы 4-6
2. Материалы и методика
3. Результаты исследований
Почва представляет собой особое природное образование, обладающее строением, составом, свойством. Важнейшее свойство почвы плодородие. Плодородие определяет характер сельскохозяйственного производства. Поэтому очень важно знать механический состав и агрономические свойства почвы. Выполняя данную работу, я поставил перед собой следующую
Определить механический состав почвы.
1.Описание почвенного профиля.
2. Определение соотношения количества физической глины, физического песка.
3. Описание агрономических свойств почвы.
4. Определение механического состава почвы.
Проведенная мной работа актуальна и имеет практическое значение. Определив механический состав можно группировать почвы по содержанию гумуса, питательных элементов, подбирать культуры по почвенным образцам на пришкольном участке и дома проводить работы по улучшению структуры почвы.
Эту работу буду продолжать, проводя агрохимический анализ почвенных образцов по культурам, содержанию в почве основных элементов питания: ( N , P , K ), определяя кислотность почвы.
В результате процессов выветривания плотные горные породы превращаются в рыхлую массу, состоящую из частиц различного размера, которые называются механическими элементами. Механические элементы, близкие по размерам, объединяются во фракции. Совокупность механических фракций представляет механический состав почвы.
Группировка механических элементов по размерам называется классификацией механических элементов. В нашей стране у почвоведов широко применяется классификация проф. Н. А. Качинского.
Механический состав является очень важным свойством почвы, по которому изучаемая почва относится к той или иной разновидности. Определение механического состава почвы по горизонтам играет большую роль при изучении генезиса (происхождения) почвы, так как механический состав зависит не только от состава материнской породы, но и от процессов почвообразования, происходящих в почве.
Распределение илистой фракции по профилю почвы является хорошим показателем наличия процессов образования вторичных глинистых минералов (т. е. оглинения почвы). В горизонтах оглинения увеличивается содержание илистых частиц по сравнению с их содержанием в почвообразующей породе, что дает основание для выделения метаморфических горизонтов в почвенном профиле. Характер распределения илистой фракции в почве указывает в некоторой степени на интенсивность и качественную направленность процессов почвообразования.
Механический состав почвы является важной характеристикой, необходимой для определения производственной ценности почвы, ее плодородия, способов обработки. От механического состава почвы зависят почти все
физические и физико-механические свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, порозность, воздушный и тепловой режим, водоподъемная сила и др. В полевых условиях при определенных навыках механический состав можно определить и без специального оборудования, так как почвы различного механического состава отличаются некоторыми механическими свойствами, которые нетрудно определить в поле.
Глинистые почвы в сухом состоянии с большим трудом растираются между пальцами, но в растертом состоянии ощущается однородный тонкий порошок. Во влажном состоянии эти почвы сильно мажутся, хорошо скатываются в длинный шнур, из которого легко можно сделать кольцо.
Суглинистые почвы при растирании в сухом состоянии дают тонкий порошок, в котором прощупывается некоторое количество песчаных частиц. Во влажном состоянии раскатываются в шнур, который разламывается при сгибании в кольцо. Легкий суглинок не дает кольца, а шнур растрескивается и дробится при раскатывании. Тяжелый суглинок дает кольцо с трещинами.
Супесчаные почвы легко растираются между пальцами. В растертом состоянии явно преобладают песчаные частицы, заметные даже на глаз. Во влажном состоянии образуются только зачатки шнура.
Песчаные почвы состоят только из песчаных зерен с небольшой примесью пылеватых и глинистых частиц. Почва бесструктурна, не обладает связностью.
Окончательное уточнение механического состава почвы производится в камеральный период путем специального лабораторного анализа, и на основании его дается название почвы.
Общее название почвы по механическому составу дается по данным механического анализа верхнего горизонта (0-25 см). Например, дерново-среднеподзолистая, суглинистая или чернозем южный, глинистый и т. д. Если наблюдается резкое различие механического состава верхнего и нижнего горизонтов, то это обстоятельство должно отразиться и в названии почвы. Например, дерново-луговая, тяжелосуглинистая почва на песчаных отложениях или дерново-сильноподзолистая суглинистая почва на супесчаных наносах и т. д.
Дальнейшее подразделение почв по механическому составу производится на основании соотношений фракций песка (>0,05 мм), пыли (0,05-0,001 мм), ила (
Источник
Анализ почвы. Виды. Выполнение анализа
Анализ почвы приобретает большую значимость в Казахстане, такое изучение грунта дает возможность для оценки экологического состояния и наличия вредных веществ в покрове почвы в совокупности, а также для выявления химического состава, качества и пригодности для плодородия культур.
Если культуры не приспосабливаются и не развиваются на посаженной территории, невзирая на выполнение всех рамок и правил посадки это является одним из факторов для проведения анализа грунта, который покажет уровень ее плодородности и какие виды удобрений помогут в лечении почвы. При исследовании также можно определить уровень рН почвы, засоленность, на их основании проводят мелиоративные работы.
Анализирование качества и структуры почвы дает возможность узнать насколько безопасен грунт, потому как при отрицательном результате это означает, (особенно недалеко от промышленных, загрязненных городов) что в составе почвы содержатся яды, токсины, радиоактивные элементы, а также небезопасные бактерии и паразиты. В следствии данных факторов анализ почвы получает юридическую, бытовую и повседневную роли.
Изучение состояния и свойств грунта производится несколькими техниками. С помощью которых можно узнать откуда произошла почва, ее тип, подтип, статус в общей системе грунта:
Механический анализ. Данный вид исследования периодически так же называют гранулометрическим, потому что в данной технике предусматривается подсчитывание гранул, которые предварительно собирают и распределяют по категориям, в зависимости от диаметра и веса. В итоге анализирования вы будете знать, какое количество глины и песка содержит грунт, а также к какому типу почвы он принадлежит.
Химический анализ в настоящее время является наиболее актуальным, он показывает общий анализ структуры исследуемой земли. Степень содержания элементов, входящие в состав почвы определяют недостаток нужных веществ для усовершенствования плодовитости, а также помогают узнать содержание химических веществ в составе грунта (соли, силикаты, органические соединения), которые могут нанести вред состоянию здоровья человека при повышенной концентрации.
Агрохимический анализ. Его проводят, чтобы определить количество макро- и микроэлементов в содержании грунта, гранулометрического состава почвы, а также количество органических веществ, влияющих на плодородие грунта при выращивании культур в отрасли сельского хозяйства и других участках земли (фермерские угодья, садовые наделы, дачные участки и многое другое).
Минералогический анализ. Данный тип анализа поможет работнику сельского хозяйства получить информацию по первичным и вторичным минералам в составе почвы, которые в свою очередь насчитывают наибольшую долю массы всей земли.
Грунт делится на 3 вида: илистый, глинистый и коллоидный. Каждый вид изучают индивидуальным методом для выявления происхождения почвы и основах процедуры выветривания. Минералогическая техника необходима для агротехнической работы, она вычисляет минеральный состав грунта, изменение содержания минералов на разных слоях залегания и при почвообразовании.
Токсикологический анализ выявляет процент детородных веществ, такие как — мышьяк, свинец, ртуть и т.п. в почве.
Выполнение анализа почвы.
Исследование состава почвы как принято осуществляют в специализированных почвенных лабораториях, для чего нужна только проба грунта. От методов исследования состава грунта зависит количество требуемых образцов почвы.
У всех образцов фиксируется местоположение, где грунт был взят и на какой глубине были изъяты пробы грунта для изучения. Во избежание неточных или неправильных заключений берутся несколько образцов из различных точек с разной глубиной залегания, образцы перемешиваются и к анализу поступает смесь. Данным способом итог исследования будет более точным.
Анализ почвы подробно покажет вам причины плохого урожая, о частых заболеваниях растений, а также об общем состоянии ухудшения человека, проживающего на исследуемой территории выращивания культур. Чистый грунт, без вредных примесей послужит отличным источником необходимых полезных элементов для садовых и сельскохозяйственных растений.
Источник