Лабораторные / ЛР-6
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Обнинский институт атомной энергетики –
филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
(ИАТЭ НИЯУ МИФИ)
Инженерно-физический институт биомедицины
Отделение биотехнологий
Кафедра биологии
Отчет по лабораторной работе №6
На тему: «Определение плотности почвы»
Работу выполнил: Студент курса гр.
Проверил:
Оценка:
Оглавление
Цель работы 3
Основные понятия 3
Определение плотности почвы из рассыпного образца 4
Посуда и оборудование 4
Выполнение работы 5
Определение плотности твердой фазы почвы 5
Посуда и оборудование 5
Выполнение работы 5
Обсуждение результатов 6
Выводы 7
Цель работы
Освоить основные методы определения плотности почвы.
Основные понятия
Плотностью сложения почвы называют массу единицы ее объема в естественном состоянии. Плотность сложения почвы характеризует взаимное расположение почвенных частиц и агрегатов и выражается в г/см3. Она зависит от гранулометрического состава, содержания органического вещества и структурного состояния почвы. При определении плотности сложения узнают массу почвы в определенном объеме со всеми порами, имеющимися в почве. Поры удерживают воду, обеспечивают дренаж, способствуют газообмену, росту и распространению корней.
Под плотностью твердой фазы почвы понимают отношение массы твердой фазы почвы в сухом состоянии к массе равного объема воды при 4С. иначе говоря, это масса единицы объема сухого вещества почвы без учета пор. Таким образом, плотность почвы всегда будет меньше плотности ее твердой фазы. Плотность твердой фазы у разных почв различна из–за разного минералогического состава и содержания органического вещества
Плотность сложения минеральных почв колеблется от 1.0 до 1.8 г/см3. В верхних горизонтах почв, богатых гумусом, плотность составляет 0.9 – 1.2 в нижних – 1.3 – 1.6 г/см3. У почв с небольшим содержанием гумуса и легким гранулометрическим составом плотность около 1.3 – 1.6 г/см3. В почвах с плотным сложением она достигает 1.8 г/см3 для нижних горизонтов.
В среднем плотность твердой фазы у большинства почв составляет 2.50 – 2.65 г/см3 в зависимости от указанных причин. Чем больше гумуса содержит почва, тем меньше плотность ее твердой фазы. У торфов она зависит от степени их разложения и зольности.
От плотности зависят водно-воздушные, тепловые и биологические свойства почв. С уплотнением суглинистых и глинистых почв уменьшается общая скважность и объем пор аэрации, увеличивается объем неактивных пор, в которых вода недоступна растениям. Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, т.к. почва быстро иссушается, нарушается контакт корней с почвой. Для оценки плотности почвы можно воспользоваться табл. 9.
Таблица 9
Оценка плотности почв методом Н.А. Качинского
Плотность почвы, г/см3 |
Качественная оценка плотности почвы |
<1 |
Почва рыхлая или богата органическим веществом |
1.0 – 1.1 |
Типичные величины для культурной свежевспаханной почвы |
1.2 |
Типичные величины для верхнего горизонта целинной почвы; удовлетворительное состояние пахотной почвы |
1.3 – 1.4 |
Пашня сильно уплотнена; типичные величины для верхних горизонтов целинных почв с легким гранулометрическим составом |
1.4 – 1.6 |
Типичные величины для подпахотных горизонтов любых почв |
1.6 – 1.8 |
Сильно уплотненные иллювиальные горизонты почв |
В лабораторных условиях плотность почвы определяют из рассыпного образца с нарушенным строением почвы. В полевых условиях отбирают пробы почвы с ненарушенным строением, вертикально или горизонтально, вбивая металлический цилиндр в почвенный горизонт, плотность которого определяется. Цилиндр выкапывают с почвой, обрезают почву ножом, закрывают крышками и помещают в полиэтиленовый пакет. Затем в лаборатории определяют ее плотность, не забывая определить полевую влажность.
На практике знание плотности сложения почвы позволяет определить ее массу для расчета запасов гумуса и питательных веществ. Для расчета пористости или скважности требуется знание обоих показателей плотности.
Определение плотности твердой фазы почвы включает измерение объема известной массы частиц. Почву диспергируют в воде и удаляют из суспензии воздух. Затем, зная объем суспензии, находят объем частиц.
Знание плотности почвы позволяет рассчитывать запасы влаги, питательных веществ в почве, ее пористость, показатели загрязнения и т.д.
Определение плотности почвы из рассыпного образца
Посуда и оборудование
Специальный металлический стакан с двумя крышками или стакан с градуировкой при его отсутствии, линейка, весы технические, три образца почв.
Выполнение работы
специальный металлический цилиндр с крышками взвешивают на технических весах с точностью до 0,01г.
Насыпают в стакан почву из нерастертого образца, уплотняют его, постукивая стаканом о ладонь.
Измеряют высоту насыпного слоя почвы, диаметр стакана по его внутренней стороне и определяют объем воздушно-сухой почвы.
Взвешивают стакан с почвой и проводят необходимые расчеты. Плотность почвы находят по формуле
где dv – плотность почвы (г/см3);
m – масса воздушно-сухой почвы (г);
V – объем стакана (см3); r2h, ( ); r – радиус стакана (см); h – высота стакана (см).
Подставляю значения:
m=26,85 г.
V=153,2 см3
dv= =0,175 г/см3
Результаты измерений и взвешиваний записывают в таблицу 10.
Таблица 10
Результаты определения плотности почвы
Генетический горизонт, глубина, см |
Масса стаканчика, г |
Масса стаканчика с почвой, г |
Масса почвы (m), г |
Объём почвы (V), см3 |
Плотность почвы (d), г/см3 |
6,5 |
110,36 |
137,21 |
26,85 |
153,2 |
0,175 |
Определение плотности твердой фазы почвы
Посуда и оборудование
Стакан с градуировкой на 250 мл, мерная колба на 250 мл, весы технические.
Выполнение работы
Взвешивают градуированный стакан на 250 мл с точностью до 0,01 г.
Помещают в него примерно 25 см3 предварительно просеянной через сито с отверстиями 2 мм и просушенной в течение 1 часа в сушильном шкафу почвы.
Взвешивают стакан с почвой.
Добавляют 50 мл дистиллированной воды и кипятят на небольшом огне 30 мин.
Взвешивают мерную колбу на 250 мл с точностью до 0,01 г и переливают в нее через воронку охлажденную суспензию, используя промывалку, чтобы не потерять частицы почвы.
Доводят содержимое до метки и взвешивают.
Учитывая массу пустого стаканчика и пустой колбы, находят массу сухой почвы, г (mа), массу суспензии, г (mb); массу воды, которая будет равна mb – mа. Поскольку плотность воды равна 1 г/см3, объем воды в колбе (Vв) численно тоже будет равен mb – mа . Результаты взвешиваний записывают в таблицу. Окончательно плотность твердой фазы почвы рассчитывают по формуле
,
где D – плотность твердой фазы почвы (г/см3);
mа – масса сухой почвы, (г);
Vк – объем колбы (250 см3);
Vв – объем воды в колбе (см3).
Подставляю значения:
mа – 25,22 г.
Vк – 250 см3
Vв – 234,68 см3
D= =1,65 г/см3
Измерения заносятся в таблицу 11.
Таблица 11
Результаты определения плотности твёрдой фазы почвы
Генетический горизонт, глубина, см |
Масса сухой почвы (mа), г |
Масса пустой колбы, г |
Масса колбы с водой и почвой, г |
Масса суспензии, г (mb) |
Плотность твёрдой фазы почв ы (d), г/см3 |
6,5 |
25,22 |
73,86 |
333,76 |
259,9 |
1,65 |
Обсуждение результатов
В ходе проведенного исследования мы обнаружили, что образец почвы, собранный в ***, обладает плотностью сложения dv = 0,175 г/см3 и относится к верхним горизонтам почв, богатых гумусом. Она рыхлая и богата органическим веществом.
Также мы нашли плотность твердой фазы почвы, равный D = 1,65 г/см3, что ниже среднего значения (2,50-2,65 г/см3). Это означает, что в ней повышено содержание гумуса. Чем больше гумуса содержит почва, тем меньше плотность ее твердой фазы.
Выводы
В ходе Лабораторной работы №6 «Определение плотности почв» мы установили, что от плотности зависят водно-воздушные, тепловые и биологические свойства почв. С уплотнением суглинистых и глинистых почв уменьшается общая скважность и объем пор аэрации, увеличивается объем неактивных пор, в которых вода недоступна растениям. Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, т.к. почва быстро иссушается, нарушается контакт корней с почвой.