Оптимизация гранулометрического состава почв

Вопрос 20. Агрономическая оценка почв одинакового гранулометрического состава в разных зонах. Мероприятия по улучшению свойств почв с неблагоприятным гранулометрическим составом.

Гранулометрический состав относится к числу фундаментальных свойств почвы и сильно влияет на почвообразование и сельскохозяйственное использование почв. От него зависит интенсивность протекания многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, миграцией и аккумуляцией органических и минеральных соединений в профиле почвы. Поэтому в одинаковых климатических условиях на почвообразующих породах разного гранулометрического состава формируются почвы, различающиеся своими свойствами и уровнем плодородия.

От гранулометрического состава зависят водопроницаемость, водоудерживающая и водоподъемная способности почв, потенциальный резерв элементов минерального питания, структурное состояние, поглотительная способность, твердость и удельное сопротивление почвы при обработке.

Песчаные и супесчаные почвы имеют такие благоприятные свойства, как высокая водо- и воздухопроницаемость, способность быстро опаивать и прогреваться весной, что имеет важное значение в северных земледельческих районах. Они рыхлые и легко поддаются обработке сельскохозяйственными орудиями, поэтому их называют легкими почвами.

Легкие почвы имеют ряд отрицательных свойств, которые существенно снижают их плодородие. Они бесструктурные, бедны гумусом и элементами минерального питания, отличаются невысокой поглотительной способностью и в связи с этим низкой буферностью, что обусловливает резкое увеличение концентрации почвенного раствора и быстрое его подкисление при внесении физиологически кислых удобрений. Песчаные и супесчаные почвы имеют низкую влагоёмкость. Поэтому даже в гумидном климате в жаркое время года растения, произрастающие на таких почвах, испытывают дефицит влаги. Песчаные и супесчаные почвы легко подвергаются эрозии и дефляции. В условиях таежно-лесной зоны при оптимизации реакции среды, водного и пищевого режимов урожайность овощных культур, картофеля, овса на легких почвах, особенно супесчаных, как правило выше, чем на тяжелосуглинистых и глинистых.

Обработка тяжелосуглинистых и особенно глинистых по гранулометрическому составу почв сопровождается гораздо большими энергетическими затратами по сравнению с песчаными и супесчаными почвами. Поэтому тяжелосуглинистые и глинистые почвы называют тяжелыми. Такие почвы характеризуются замедленной фильтрацией и высокой влагоёмкостью, что в гумидных условиях ведет к переувлажнению и развитию оглеения. Тяжелые почвы плохо проводят тепло, в связи с чем медленно опаивают и прогреваются весной, позднее наступает их физическая спелость. При ограниченной продолжительности вегетационного периода — это будет иметь негативные последствия, поскольку задержка посева приведет к невызреванию сельскохозяйственных культур.

В то же время тяжелые почвы отличаются высокой поглотительной способностью и буферностью, они всегда более гумусированы и содержат большие резервы элементов минерального питания растений. При высоком содержании гумуса они, как правило, хорошо оструктурены, имеют благоприятные агрофизические свойства, водный и воздушный режимы, устойчивы к эрозии. Бесструктурные тяжелые почвы характеризуются неудовлетворительным водно-воздушным режимом, повышенной плотностью, липкостью, склонны к коркообразованию и подвержены эрозии.

В зональном аспекте оценка гранулометрического состава во многом зависит от экологических условий территории.

Среди подзолистых почв северной и средней тайги наиболее благоприятные агрономические свойства имеют легкосуглинистые разновидности. В переувлажненных и холодных районах довольно близки к ним супесчаные почвы. Гранулометрический состав этих почв обусловливает более благоприятный тепловой режим, а высокая водопроницаемость способствует удалению избытка влаги из корнеобитаемого слоя. На юге таежно-лесной зоны, где формируются дерново-подзолистые почвы, в связи с увеличением суммы активных температур и уменьшением количества выпадающих осадков наиболее благоприятны среднесуглинистые почвы.

В лесостепной, а особенно в степной и сухостепной зонах, усиливается засушливость климата, дефицит влаги ограничивает нормальное развитие сельскохозяйственных культур. Поэтому здесь благоприятны почвы с высокой влагоёмкостью. Среди серых лесных — это тяжелосуглинистые почвы, а среди черноземов — тяжелосуглинистые и глинистые, хорошо оструктуренные почвы, среди каштановых почв — тяжело- и среднесуглинистые.

Гранулометрический состав — весьма устойчивый, консервативный признак почвы. Его коренное изменение — очень дорогостоящее мероприятие. Оно реально может быть осуществлено на сравнительно ограниченной площади. для улучшения песчаных и супесчаных почв применяют глинование — внесение 300. 800 т/га тяжелосуглинистого или глинистого материала. Бесструктурные тяжелосуглинистые и глинистые почвы улучшают путем пескования — внесения 300.. .800 т/га песка. Глинование и пескование обычно сопровождается внесением мелиоративныих доз (150. 300 т/га) торфа или торфонавозных компостов.

Гранулометрический состав — это соотношение в почве фракций элементарных почвенных частиц разной крупности независимо от их минералогического и химического составов. Влияет практически на все свойства почвы.

Его выражают в % от массы фракций разного размера. Выделяют фракции, мм:

Частицы 0,01 мм – во фракцию физического песка. На основании содержания физической глины (или песка) дают название почвы по гранулометрическому составу. Содержание физической глины (частиц размером менее 0,01 мм), %0-5—Рыхлопесчаная, 5-10%—связнопесчаная,10-20—Супесчаная, 20-30—Легкосуглинистая, 30-40—Среднесуглинистая, 40-50 –Тяжелосуглинистая, 50-65—Легкоглинистая, 65—80—Среднеглинистая, 80-100—Тяжелоглинистая.

Гранулометрический состав определяет многие стороны хозяйственного использования почв. От него зависят водопроницаемость и водоудерживающая способность почв. Низкая влагоёмкость песчаных и супесчаных почв – основная причина недостатка влаги для растений в засушливых условиях. Тогда как в гумидных условиях почвы тяжёлого механического состава больше подвержены оглеению.

Различия в гранулометрическом составе оказывают влияние на тепловой режим. Лёгкие почвы быстрее прогреваются, а тяжёлые, из-за большой влагонасыщенности, — позже, следовательно – позднее наступает их физическая спелость.

От соотношения механических элементов сильно зависит структурное состояние почв. В этом отношении неблагополучны песчаные и супесчаные почвы. Также редко бывает удовлетворительной структура пылеватых почв с низким содержанием коллоидов.

Гранулометрический состав в значительной мере предопределяет гумусовое состояние почв. Тяжёлые почвы всегда более гумусированы по сравнению с лёгкими.

Агрономическая оценка гранулометрического состава зависит от генезиса почв и многих обусловленных им особенностей гумусового и структурного состояния, физико-химических и химических свойств.

Сопоставляя многочисленные данные по гранулометрическому составу почв и урожайности зерновых культур в зональном аспекте, Н.А. Качинский разработал десятибалльную систему оценки основных типов и подтипов почв. Наиболее высоким бонитетом среди подзолистых почв характеризуются легкосуглинистые разновидности, довольно близки к ним супесчаные в переувлажненных и холодных районах. Почвы данных категорий более теплые, лучше прогреваются, более водопроницаемы, поспевают раньше, чем глинистые и тяжелосуглинистые, их легче обрабатывать. На более южных дерново-подзолистых почвах наивысший бонитет отмечается у среднесуглинистых разновидностей. Из серых лесных почв высшую оценку получают тяжелосуглинистые, из черноземов – глинистые разновидности, наиболее гумусированные и оструктуренные, с хорошей агрегатированностью. Увеличение бонитета более тяжелых почв к югу связано с благоприятным водным режимом в засушливых условиях. Для каждой сельско-хозяйственной культуры определяют оптимум содержания в почве физической глины. Этот оптимум различается в зависимости от типа почв.

Источник

Гранулометрический состав

Гранулометрическим составом почв и пород называется относительное содержание в почве механических элементов или фракций.

Механические элементы почвы (элементарные почвенные частицы) — это обособленные осколки горных пород, минералов, кристаллов, а также аморфных соединений, все элементы которых находятся в химической взаимосвязи. Частицы, близкие по размерам, объединяют во фракции. Различают следующие типы механических элементов: минеральные, органические и органоминеральные.

Сумму всех механических элементов почвы размером меньше 0,01 мм называют физической глиной, а больше 0,01 мм – физическим песком, кроме того, выделяют мелкозем, в который входят частицы менее 1 мм, и почвенный скелет – частицы больше 1 мм (Классификация механических элементов по размеру).

По этой классификации основное наименование по гранулометрическому составу производится по содержанию физического песка и физической глины и дополнительное – с учетом других преобладающих фракций. Например, дерново-подзолистая почва содержит (в процентах): физической глины 28,1, песка 37,0, крупной пыли 34,9, средней и мелкой пыли 16, ила 12,1. Основное наименование гранулометрического состава этой почвы – легкосуглинистая, дополнительное – крупнопылевато-песчаная. Дополнительное, уточняющее, название, как видим из примера, дается по двум преобладающим фракциям, из которых главной по величине является та, что стоит в определении на последнем месте.

Классификация составлена с учетом генетической природы почв, способности их глинистой фракции к агрегированию, что зависит от содержания гумуса, состава обменных катионов, минералогического состава. Чем выше эта способность, тем слабее проявляются глинистые свойства при равном содержании физической глины. Поэтому степные почвы, красноземы и желтоземы, как более структурные, переходят в категорию более тяжелых почв при большем содержании физической глины, чем солонцы и почвы подзолистого типа.

Источник

Оптимизация гранулометрического состава почв

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2014 г. N 2022-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12536-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на дисперсные песчаные и глинистые грунты, а также устанавливает методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава, применяемые при лабораторных испытаниях грунтов в процессе инженерно-геологических изысканий для строительства.

Настоящий стандарт не распространяется на торфяные и скальные грунты.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 342-77 Реактивы. Натрий дифосфат 10-водный. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторно го определения физических характеристик

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 8984-75 Силикагель-индикатор. Технические условия

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования

* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008 «Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания»

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт изменен (заменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 глинистый грунт: Связный грунт, состоящий в основном из пылеватых и глинистых (не менее 3%) частиц, обладающий свойством пластичности ( 1%).

3.2 гранулометрический состав грунта: Процентное содержание первичных (т.е. не связанных в агрегаты) частиц различной крупности по фракциям, выраженное по отношению к их общей массе.

3.3 микроагрегатный состав: Это количественное содержание в грунте и первичных, и вторичных частиц (т.е. сцепленных в агрегаты) по фракциям, и выраженное в процентах по отношению к их общей массе.

3.4 грунт: Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Примечание — Грунты могут служить:

— материалом оснований зданий и сооружений;

— средой для размещения в них сооружений;

— материалом самого сооружения.

3.5 дисперсный грунт: Грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или золовым путем и их отложения.

3.6 коэффициент кривизны: Показатель, характеризующий форму кривой гранулометрического состава.

3.7 крупнообломочный грунт: Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50%.

3.8 кумулятивная кривая гранулометрического состава: Графическое изображение гранулометрического состава горной породы.

3.9 органическое вещество: Органические соединения, входящие в состав грунта.

3.10 органо-минеральный грунт: Грунт, содержащий от 3% до 50% (по массе) органического вещества.

3.11 песчаный грунт (песок): Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером 0,05-2 мм составляет более 50% и число пластичности 1%.

3.12 показатель максимальной неоднородности гранулометрического состава грунта: Мера неоднородности гранулометрического состава.

3.13 степень неоднородности гранулометрического состава: Показатель неоднородности гранулометрического состава.

3.14 торфяной грунт (торф): Органический грунт, содержащий в своем составе 50% (по массе) и более органического вещества, представленного растительными остатками и гумусом.

3.15 фракция грунта: Размер частиц грунта в миллиметрах.

4 Основные нормативные положения

4.1 Общие положения

4.1.1 Гранулометрический (зерновой) состав грунта определяют по массовому содержанию в нем частиц различной крупности, выраженному в процентах по отношению к массе сухой пробы грунта, взятой для анализа.

4.1.2 Микроагрегатный состав грунта определяют по массовому содержанию в нем водостойких микроагрегатов различной крупности, выраженному в процентах, по отношению к массе сухой пробы грунта, взятой для анализа.

4.1.3 Отбор образцов грунта для определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава проводят по ГОСТ 12071.

4.1.4 Гигроскопическую влажность определяют по ГОСТ 5180.

4.1.5 Гранулометрический состав грунтов определяют методами, указанными в таблице 1.

Таблица 1 — Методы определения гранулометрического состава грунтов

Размер фракции грунта, мм

Разновидность метода определения

Песчаные, при выделении зерен песка крупностью

Источник