Микроагрегатный состав почвы что это

Сокращенный анализ гранулометрического и микроагрегатного составов почвы по методу Н.А. Качинского

Гранулометрический состав –относительное содержание в породе или почве элементарных частиц различной крупности, выраженное в процентах к массе сухой почвы.

В гранулометрическом анализе выделяют следующие фракции элементарных частиц, мм: крупный и средний песок (1 – 0,25), мелкий песок (0,25 – 0,05), крупная пыль (0,05 – 0,01), средняя пыль (0,01 – 0,005), мелкая пыль (0,005 – 0,001), ил (меньше 0,001).

Частицы меньше 0,01 мм называют физической глиной. Процентное содержание физической глины положено в основу классификации почв по гранулометрическому составу (таблица 14).

Уточняющее название дается по двум преобладающим фракциям, из которых главной по величине является та, что стоит в определении на последнем месте.

Параллельно с анализом гранулометрического состава, итогом которого является определение названия почвы по гранулометрическому составу, на лабораторном занятии анализируется и микроагрегатный состав почвы, целью которого является определение степени оструктуренности. Методика выполнения этих двух видов анализа во всем одинакова, за исключением подготовки почвы к анализу.

Таблица 14-Классификация почв и пород по гранулометрическому составу (Качинский Н. А)

Микроагрегатный состав почвы — относительное содержание в породе или почве комочков (микроагрегатов) различной крупности – от 0,25 до 0,001 мм, выраженное в процентах к массе сухой почвы.

Микроструктура наряду с макроструктурой оказывает благоприятное влияние на водно-физические свойства почв, особенно слабогумусированных: светло-каштановых, бурых, сероземов. Микроагрегаты образуются из элементарных частиц в результате их склеивания карбонатами кальция, гуму­сом, илом и пр. В зависимости от свойств клеящего материала микроагрегаты могут быть водопрочными и неводопрочными. Показателями степени оструктуренности почв могут служить содержание водопрочных агрегатов (больше 0,25 мм) и коэффициент дисперсности (распыленности) почвы (КД)

Ход работы

Просеянную через миллиметровое сито почву из одного образца дважды отвешивают на технических весах в количестве 10 г. Обе навески помешают в фарфоровые чашки. Пробу, предназначенную для гранулометрического анализа, обрабатывают 10%-ным раствором НСl для разрушения карбонатов, а затем добавляют диспергирующее вещество – пирофосфат натрия и тщательно растирают стеклянной палочкой с резиновым наконечником в течение 5 минут, до полного разрушения комочков. Количество приливаемого пирофосфата натрия составляет 10 – 20 мл, в зависимости от наличия карбонатов в почве (в карбонатную почву приливают больше).

Пробу, предназначенную для микроагрегатного анализа, помещают в чашку, осторожно (по стенке чашки) смачивают дистиллированной водой и оставляют на 5 мин для разрушения неводопрочных агрегатов. После соответствующей подготовки почвы пробы с помощью промывалки переносят на воронки с ситом (диаметр отверстий – 0,25 мм). Воронки должны находиться над мерными цилиндрами объемом 1 л.

Определение фракций больше 0,25 мм. Частички и комочки оставшиеся на сите, тщательно промывают над цилиндром дистиллированной водой и переносят в предварительно взвешенный на аналитических весах бюкс. Бюкс ставят на плитку до полного выпаривания воды, охлаждают, снова взвешивают с осадком. Массу фракции 1,0—0.25 мм рассчитывают в процентах от навески почвы (10 г). Более мелкие фракции определяют методом пипетки Качинского, основанном на различной скорости падения частиц разного диаметра в жидкости. Скорость падения частиц в жидкости зависит от их массы а и конфигурации, вязкости жидкости и, следовательно, температуры.

Определение фракции меньше 0,05 мм. Содержимое цилиндра доводят дистиллированной водой до 1 л, тщательно взбалтывают и отстаивают. Время отстаивания зависит от температуры суспензии (таблица 15). После отстаивания пипетку погружают в суспензию на глубину 25 см и отбирают пробу. На этой глубине будут находиться частицы меньше 0,05 мм. Пробу помещают в предварительно взвешенный бюкс, который ставят на плитку для выпаривания. Затем бюкс с осадком охлаждают и взвешивают на аналитических весах.

Таблица 15-Таблица Стокса

Определение фракции меньше 0,01 мм. Суспензию в цилиндре вновь перемешивают, отстаивают согласно таблице Стокса. При отборе пробы пипетку объемом 25 см 3 погружают на глубину 10 см. При расчете фракций меньше 0,05 и 0,01 мм массу каждой из них умножают на 40 (так как 25 см 3 составляет сороковую часть литра) и рассчитывают в процентах от 10 г почвы.

Ход работы и ее результаты отражают в нижеприведенных таблицах.

Таблица 16-Рабочая таблица

Источник

Микроагрегатный состав

Гранулометрические частицы, соединяясь между собой, формируют качественно новый структурный уровень организации твердой фазы почвы, принципиально отличающийся от свойств ЭПЧ внут- риагрегатной порозностью.

Микроагрегатный анализ почв, отражая степень прочности связей между ЭПЧ, указывает на соотношение выделенных фракций, что дает возможность судить о формировании микроструктуры по- рового пространства. Состав и свойства выделенных фракций, прежде всего соотношение в них агрегированных и неагрегированных частиц, также непосредственно оказывают влияние на физическое состояние макроструктуры.

Устойчивость агрегирующих связей микроструктуры по отношению к воде у всех исследуемых черноземов достаточно высокая, что выражается в общих закономерностях распределения микроагрегатов по фракциям. Основное количество микроагрегатов, от 63 % до 45 %, приходится на фракцию крупной пыли, 25-30 % — на средний и мелкий песок, оставшуюся незначительную часть (10-15 %) — составляют фракции мелкой пыли и ила.

Основная масса водопрочных микроагрегатов сосредоточена во фракциях gt; 0,01 мм и 0,25-0,05 мм. Содержание частиц размером 1-0,25 мм равномерно убывает вниз по профилю под степью с 22,6 % до 5,4 %. Аналогичная закономерность наблюдается и для фракции 0,25-0,05 мм, хотя в карбонатных горизонтах содержание их заметно возрастает, в среднем на 5 %, на всех исследуемых объектах.

Влияние интенсивности сельскохозяйственного использования на содержание водопрочных микроагрегатов в наибольшей степени сказывается на фракциях gt; 0,05 мм, в которых степень микроагреги- рованности наиболее выражена. Особенно сильная дезагрегация наблюдается в верхнем слое, 0-5 см, пахотного горизонта. Так, в сравнении с горизонтом А1, содержание микроагрегатов 1-0,25 мм в черном пару падает с 21,3 % до 8,5 % на орошаемом поле — с 20,8 % до % , неорошаемом поле — с 26,0 % до 11,1 %.

Структурные фракции микроагрегатов 0,25-0,05 мм менее подвержены разрушению, чем частицы 0,1-0,25 мм, хотя в верхних 0-5 см слоях пахотных черноземов их содержание падает на 5-8 %. Вероятно, большая степень неустойчивости крупных фракций микроагрегатов (1,0-0,25 мм и 0,25-0,05 мм) к агрогенному воздействию связана с различным минералогическим и химическим составом ЭПЧ (Воронин, 1984), входящих в микроагрегаты.

На всех исследуемых объектах минимальное число агрегированных частиц приходится на фракции 0,01-0,005 мм, в которых содержание ЭПЧ равно количеству микроагрегатов. Илистая фракция агрегирована почти полностью. Содержание ее под естественными ценозами колеблется от 1,5 % до 2,7 % , а под культурными угодьями от 2,3 % до 4,6 % , что указывает на высокую физико-химическую активность илистых частиц, непосредственно участвующих в процессах структурообразования.

Характерно значительное увеличение содержания микроагрегатов илистой фракции с глубиной по профилю. В пахотных горизонтах культурных ценозов содержание микроагрегатов илистой фракции составляет: под орошаемым полем — 3,5 %, неорошаемым полем — % и под 40-летним паром — 3,6 %, что почти в 2 раза выше, чем на контрольных объектах — 1,5 % степью и 2,2 % лесом. Следует отметить, что при взаимодействии с водой содержание микроагрегатов фракции 1-0,25 мм пахотного горизонта 40-летнего пара уменьшилось на 12 %, орошаемого поля — на 7%, неорошаемого — на 12 %, а выход илистой фракции почти не изменился или увеличился всего на 1 %.

Достаточно высокое содержание илистых частиц (25-32 %) и значительная их активность приводят к тому, что процесс структурообразования в.черноземах проявляется в основном в стадии мак- роструктурообразования, как бы минуя стадию микроструктурооб- разования (Димо, Кумпан, 1979). По всей видимости, при интенсивном сельскохозяйственном использовании в пахотных горизонтах происходит обратный процесс, т.е.

Результаты гранулометрического и микроагрегатного анализов показали, что верхние горизонты всех исследуемых черноземов имеют высокие и средние показатели противоэрозионноп стойкости (ППЭС) (Воронин, Кузнецов, 1970), которая постепенно уменьшается с глубиной до низкого уровня (табл. 4.1). Верхние горизонты абсолютно заповедной степи имеют достаточно высокую водоустойчивость структуры, остальные исследуемые объекты обладают средней противоэрозионной стойкостью.

Величина фактора дисперсности по Качинскому (ФД) достаточно широко варьирует как в пахотных, так и подпахотных горизонтах (соответственно — 4,6 — 11,7 % и 6,1-13,2 %), постепенно увеличиваясь с глубиной до 15-18 %. Водоустойчивость микро- и макроструктуры верхней части пахотных горизонтов значительно ниже поверхностных характеристик черноземов естественных ценозов. Фактор дисперсности пахотного горизонта 40-летнего пара почти в 2,5 раза превышает этот же показатель для верхнего горизонта степи и в 1,8 раза — леса (табл. 4.1).

Следует отметить более высокую водоустойчивость пахотных горизонтов — в сравнении с подпахотными, за исключением 40- летнего пара. В целом, при интенсивном сельскохозяйственном использовании водоустойчивость структуры значительно уменьшается, что в первую очередь отражается на противоэрозионной стойкости пашни, которая снижается от высокой к средней. По величинам фактора дисперсности и показателя противоэрозионной стойкости исследуемые объекты формируют следующий ряд: степь gt;лес gt; орошаемое поле gt; неорошаемое поле gt; 40-летний пар.

Источник

Микроагрегатный состав почвы что это

Гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный составы

Пипеточный. Применяется только для специальных целей, предусмотренных заданием (см. приложение 3)

1.5. Пробы грунта при разделении их на фракции подготавливают:

для выделения частиц размером более 0,1 мм — растиранием грунта;

для выделения частиц размером менее 0,1 мм — размачиванием, кипячением в воде с добавлением аммиака и растиранием грунта, а для грунтов, суспензия которых коагулирует при опробовании на коагуляцию, — растиранием грунта и добавлением пирофосфорнокислого натрия.

Для специальных целей, предусмотренных заданием, пробу грунта подготавливают: для определения гранулометрического (зернового) состава глинистого грунта максимальной диспергации — кипячением в воде с добавлением пирофосфорнокислого натрия, а для определения микроагрегатного состава глинистого грунта — замачиванием в воде с последующим взбалтыванием на встряхивающем аппарате.

1.6. Для определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава грунтов следует брать образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния и растертые в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником.

Допускается растирать образцы грунта в растирочной машине, не вызывающей дробления частиц.

1.7. Для определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава грунтов, содержащих органические вещества, следует брать образцы природной влажности.

1.8. При определении гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом с промывкой водой применяют водопроводную или профильтрованную дождевую (речную) воду, а при определении гранулометрического (зернового) или микроагрегатного состава глинистых грунтов — дистиллированную воду.

1.9. При определении гранулометрического (зернового) или микроагрегатного состава глинистых грунтов ареометрическим или пипеточным методом цилиндры, в которых производится отстаивание суспензии, должны быть защищены от колебания температуры и не подвергаться сотрясениям.

1.10. Взвешивание проб грунта на технических весах должно производиться с погрешностью до 0,01 гс, а при весе проб грунта 1000 гс и более взвешивание допускается производить с погрешностью до 1 гс.

Взвешивание на аналитических весах должно производиться с погрешностью до 0,001 гс.

1.11. Результаты вычисления гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава грунтов должны определяться с погрешностью до 0,1%.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ СИТОВЫМ МЕТОДОМ

2.1.1. Для определения гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом необходима следующая аппаратура:

набор сит (с поддоном); сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм;

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53228-2008, здесь и далее по тексту;

** На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ OIML R 111-1-2009, здесь и далее по тексту. — Примечания изготовителя базы данных.

стаканчики стеклянные по ГОСТ 25336-82;

ступка фарфоровая по ГОСТ 9147-80;

пестик по ГОСТ 9147-80 с резиновым наконечником;

чашка фарфоровая по ГОСТ 9147-80;

эксикатор по ГОСТ 25336-82 с прокаленным хлористым кальцием по ТУ 6-09-5077-87*;

* Документ в информационных продуктах не содержится. За информацией о документе Вы можете обратиться в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

2.2. Подготовка к испытанию

2.2.1. Для разделения грунта на фракции ситовым методом без промывки водой применяют сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; с промывкой водой — сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм.

Сита монтируют в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий. На верхнее сито надевают крышку.

2.2.2. Среднюю пробу для анализа следует отбирать методом квартования. Для этого распределяют грунт тонким слоем по листу плотной бумаги или фанеры, проводят ножом в продольном и поперечном направлениях борозды, разделяя поверхность грунта на квадраты, и отбирают понемногу грунт из каждого квадрата.

Вес средней пробы должен составлять: для грунтов, не содержащих частиц размером более 2 мм, — 100 гс; для грунтов, содержащих до 10% (по весу) частиц размером более 2 мм, — не менее 500 гс; для грунтов, содержащих от 10 до 30% частиц размером более 2 мм, — 1000 гс; для грунтов, содержащих свыше 30% частиц размером более 2 мм, — не менее 2000 гс.

2.3. Проведение испытания

2.3.1. Разделение грунта на фракции без промывки водой.

2.3.1.1. Среднюю пробу грунта надлежит отобрать в воздушно-сухом состоянии методом квартования (п.2.2.2) и взвесить на технических весах.

2.3.1.2. Взвешенную пробу грунта следует просеять сквозь набор сит с поддоном (п.2.2.1) ручным или механизированным способом. При просеивании пробы весом более 1000 гс следует высыпать грунт в верхнее сито в два приема.

Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, высыпают, начиная с верхнего сита, в ступку и дополнительно растирают пестиком с резиновым наконечником, после чего вновь просеивают на этих же ситах.

Полноту просеивания фракций грунта проверяют встряхиванием каждого сита над листом бумаги. Если при этом на лист выпадают частицы, то их высыпают на следующее сито; просев продолжают до тех пор, пока на бумагу перестанут выпадать частицы.

2.3.1.3. Фракции грунта, задержавшиеся после просеивания на каждом сите и прошедшие в поддон, следует перенести в заранее взвешенные стаканчики или фарфоровые чашечки и взвесить.

Сложить веса всех фракций грунта. Если полученная сумма веса всех фракций грунта превышает более чем на 1% вес взятой для анализа пробы, то анализ следует повторить.

Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально их весу.

2.3.2. Разделение грунта на фракции с промывкой водой.

2.3.2.1. Следует отобрать среднюю пробу грунта (п.2.2.2).

2.3.2.2. Пробу грунта надлежит высыпать в заранее взвешенную фарфоровую чашку, смочить водой и растереть пестиком с резиновым наконечником. Затем следует залить грунт водой, взмутить суспензию и дать отстояться 10-15 с. Слить воду с неосевшими частицами (взвесь) сквозь сито с отверстиями размером 0,1 мм.

Взмучивание и сливание следует производить до полного осветления воды над осадком: смыть оставшиеся на сите частицы при помощи резиновой груши в фарфоровую чашку, а отстоявшуюся воду слить.

2.3.2.3. Промытую пробу грунта необходимо высушить до воздушно-сухого состояния и взвесить чашку с грунтом.

2.3.2.4. Вес частиц грунта размером менее 0,1 мм следует определить по разности между весом средней пробы, взятой для анализа, и весом высушенной пробы грунта после промывки.

2.3.2.5. Грунт следует просеять сквозь набор сит (п.2.2.1). Полноту просеивания фракций грунта сквозь каждое сито следует проверять над листом бумаги (п.2.3.1.2).

2.3.2.6. Каждую фракцию грунта, задержавшуюся на ситах, следует взвесить отдельно. Потерю грунта при просеивании разносят по фракциям пропорционально их весу.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Содержание в грунте каждой фракции в % надлежит вычислять по формуле

, (1)

где — вес данной фракции грунта, гс;

— вес средней пробы грунта, взятой для анализа, гс.

2.4.2. Результаты анализа регистрируют в журнале (см. приложение 1), в котором указывают процентное содержание в грунте фракций:

а) размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5 и менее 0,5 мм — при разделении грунта без промывки водой;

б) размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5; 0,5-0,25; 0,25-0,1 и менее 0,1 мм — при разделении грунта с промывкой водой.

Результаты анализа необходимо сопровождать указанием метода определения.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ АРЕОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Гранулометрический (зерновой) состав глинистых грунтов ареометрическим методом проводят измерением плотности суспензии ареометром в процессе ее отстаивания.

3.1. Аппаратура, материалы и реактивы

3.1.1. Для определения гранулометрического (зернового) состава глинистых грунтов необходима следующая аппаратура:

ареометр со шкалой 0,995-1-1,030 и ценой давления* 0,001 (см. чертеж);

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать «деления». — Примечание изготовителя базы данных.

Источник