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.

Таблица 4

Классификация почв по механическому составу

(по Н.А.Качинскому)

Основное название почвы по механическому составу	Содержание физической глины, частицы <0,01 мм, %
	Тип почвообразования		Солонцы, солончаки
	подзолистый	Степной
Песок рыхлый	0 – 5	0 – 5	0 – 5
Песок связный	5 – 10	5 – 10	5 – 10
Супесь	10 – 20	10 – 20	10 – 15
Суглинок легкий	20 – 30	20 – 30	15 – 20
Суглинок средний	30 – 40	30 – 45	20 – 30
Суглинок тяжелый	40 – 50	45 – 60	30 – 40
Глина легкая	50 – 65	60 – 75	40 – 50
Глина средняя	65 – 80	75 – 85	50 – 65
Глина тяжелая	>80	>85	>65

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.

Выполнение работы

1. 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.

1. 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.

Таблица 5

Органолептические признаки механического состава почвы

Механический состав	Состояние сухого образца	Ощущение при растирании сухого образца
Песок	Сыпучее	Состоит почти исключительно из песка
Супесь	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
Тяжелый песчанистый суглинок	Агрегаты плотные, угловатые	Песчаных частиц почти нет. Преобладают глинистые частицы
Глина	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.

Таблица 6

Диагностика механического состава почв «сухим»методом

Наимено вание образца. Генетичес кий горизонт	Диагностические признаки
	выраженность структуры	Связность	наличие песча ных частиц	наличие пылева- тых частиц	нали чие глинис тых фрак ций	Назва ние почвы по мехсо ставу

Определение гранулометрического состава почвы “мокрым” методом

Выполнение работы

1. Образец растертой почвы увлажняют (почва : вода = 5:1) и перемешивают до тестообразного состояния, при котором почвы обладают наибольшей пластичностью. При определении механического состава карбонатных почв и пород применяют вместо воды 10% НС1 (с кислотой работают под тягой) с целью разрушения водопрочных агрегатов.

1. Из подготовленной почвы на ладони скатывают шарик и пробуют раскатать его в шнур толщиной около 3 мм, а затем свернуть в кольцо диаметром 2–3 см. В зависимости от гранулометрического состава почвы или породы показатели “мокрого” способа будут различны.

• Песок не образует ни шарика, ни шнура.

• Супесь образует шарик, который раскатать в шнур не удается. Получаются только зачатки шнура.

• Легкий суглинок раскатывается в очень непрочный шнур, который легко распадается на части при попытке взять его.

• Средний суглинок образует сплошной шнур, который можно свернуть в кольцо. Кольцо с трещинами.

• Тяжелый суглинок легко раскатывается в шнур. Кольцо с мелкими трещинами.

Таблица 7

Диагностика гранулометрического состава почв и пород «мокрым» методом

Наименование образца генетический горизонт	Диагностические признаки			Название почвы по механическому составу
	скатывание шарика	образование шнура	деформация шнура

• Глина образует длинный тонкий шнур и кольцо без трещин.

Результаты определения механического состава почв или пород в коробочных образцах полевыми методами записывают по форме, приведенной в таблице 7.