Основные теоретические положения. Гранулометрический состав почв

Гранулометрический состав почв

(практическая работа № 1)

Гранулометрический состав почвы - фундаментальное свойство почвы, т.е. от него зависят многие другие почвенные свойства (физические, химические, биологические, физико-химические и др.).

Твердая фаза почв формируются при выветривании горных пород. Она представлена частицами (обломками) первичных и вторичных минералов, органического вещества (гумуса) и органо-минеральных соединений. Все эти частицы называются механическими элементами. В почве они находятся в раздельно-частичном состоянии, либо в виде агрегатов разной величины и формы. Размеры механических элементов различаются, что связано с особенностями почвообразовательных процессов

Частицы разного размера определяют и особые свойства почвы. Эти свойства меняются довольно отчетливо, а, иногда, и резко, что послужило основанием для разделения их на группы или фракции. Такая группировка называется КЛАССИФИКАЦИЕЙ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ.

В России наибольшее распространение и признание получила классификация Н.А. Качинского. Эта классификация играет такое же большое значение, как периодическая система Д.Н. Менделеева в химии.

Рассмотрим несколько классификаций механических элементов по размерам:

Первая классификация:

- частицы размером более 1 мм: СКЕЛЕТ почвы

- частицы размером менее 1 мм: МЕЛКОЗЕМ

Вторая классификация наиболее важная, на ее основе почвы классифицируются по гранулометрическому составу –

- частицы размером более 0,01 мм называют: ФИЗИЧЕСКИЙ ПЕСОК

- частицы размером менее 0,01 мм: ФИЗИЧЕСКАЯ ГЛИНА

Все главнейшие свойства почв особенно резко изменяются на «переходе» размера частиц через 0,01 мм.

Третья классификация – Н.А. Качинского (табл. 1):

Итак, ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ это относительное содержание в почве частиц разного размера или, по-другому, процентное соотношение между физическим песком и физической глиной

Таблица 1. Классификация механических элементов почвы

Фракция	Размер частиц, мм	Группы фракций
камни	>3	Скелет почвы
гравий	3-1
Песок:	Физический песок
крупный	1-0,5
средний	0,5-0,25
мелкий	0,25-0,05
Пыль:
крупная	0,05-0,01
средняя	0,01-0,005	Физическая глина
мелкая	0,005-0,001
Ил:
грубый	0,001-0,0005
тонкий	0,0005-0,0001
коллоиды	<0,0001

Далее в таблице представлена классификация почв по гранулометрическому составу (Н.А. Качинский).

Таблица 2. Классификация почв по гранулометрическому составу

Содержание физической глины, % (сумма частиц менее 0,01 мм)	Название почвы по гранулометрическому составу (основное наименование разновидности)
Песчаные почвы (легкие):
0-5	Рыхлопесчаная
5-10	Связнопесчаная
10-20	Супесчаная
Суглинистые почвы:
20-30	Легкосуглинистая
30-40	Среднесуглинистая
40-50	Тяжелосуглинистая
Глинистые почвы (тяжелые):
50-65	Легкоглинистая
65-80	Среднеглинистая
80-100	Тяжелоглинистая

Чем больше физической глины в твердой фазе почв, тем тяжелее их обрабатывать, поэтому в агрономии различают тяжелые и легкие почвы.

Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке, поэтому, издавна их называют легкими, характеризуются хорошей водопроницаемостью и благоприятным воздушным режимом, быстро прогреваются, но также быстро остывают и имеют низкую влагоемкость. Поэтому на песчаных и супесчаных почвах даже во влажных районах растения страдают от недостатка влаги. Легкие почвы бедны гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной поглотительной способностью, подвергаются ветровой эрозии. Физико-механические свойства, например, пластичность, липкость, набухаемость, сопротивление при обработке на легких почвах отличаются от тяжелых, а от этого зависят сроки проведения полевых работ, нормы выработка, расход горючего и т.д.

Суглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой связностью и влагоемкостью, хорошо обеспечены питательными веществами и гумусом по сравнению с песчаными почвами. Запасы влаги и питательных веществ в этих почвах способны обеспечить хорошие урожаи сельскохозяйственных культур, особенно на тяжелосуглинистых и глинистых почвах, которые обладают выраженной структурой и содержат достаточное количество водопрочных агрегатов. Однако, обработка этих почв требует больших энергетических затрат, поэтому их принято называть тяжелыми. Тяжелые почвы подвергаются водной эрозии в большой степени, нежели ветровой. При нерациональном использовании эти почвы могут терять свою структуру. Тяжелые бесструктурные почвы обладают характерными свойствами глинистых частиц, с чем связаны неблагоприятные физические и физико-механические свойства. В зависимости от влажности глина резко меняет свои свойства: она тверда в сухом состоянии, при избытке воды – текуча, а при умеренном содержании воды – пластична. В связи с этим бесструктурные глинистые почвы имеют слабую водопроницаемость, легко заплывают, образуют корку, отличаются большой плотностью, липкостью, вязкостью, часто неблагоприятным воздушным и тепловым режимами.

Различают несколько методов гранулометрического анализа почвы: полевые и лабораторные (ситовый анализ, гранулометрический анализ почвы в воде).

«Сухой» метод легко используется в полевых условиях. Комок почвы, величиною с зерно гречихи, испытывают на ощупь между пальцами. Раздавливают ногтем на ладони и втирают в кожу. Чем зерно более угловато, жестко, прочно и чем большая часть его после полного раздавливания втирается в кожу, тем почва тяжелее по гранулометрическому составу.

«Мокрый» метод используется как в поле, так и в лаборатории. Почву смачивают и разминают между пальцами до такого состояния, чтобы не ощущались ее структурные зерна, до консистенции теста. Хорошо размятая почва раскатывается на ладони «ребром» второй кисти руки в шнур и сворачивается в колечко. Толщина шнура около 3 мм, диаметр кольца — около 3 см.

Если почва глинистая - шнур при сгибании в кольцо не ломается и не растрескивается (рис. 3). Шнур из суглинистой почвы при сгибании в кольцо разламывается. При этом выделяются три разновидности: тяжелый суглинок - кольцо с трещинами, средний - кольцо при свертывании распадается, легкий суглинок - шнур дробится при раскатывании. Из супесчаной почвы можно получить только непрочный, легко рассыпающийся шарик, шнур из которого сразу же распадается на фрагменты. Из песчаной почвы шнур приготовить нельзя.

Рисунок 3 - Схема «мокрого» метода определения гранулометрического состава

Содержание работы:

1. Ознакомьтесь с понятиями о гранулометрическом составе почв.

2. На основе экспериментальных данных определите основное и дополнительное название горизонтов почвы по гранулометрическому составу; постройте график распределения физической глины и илистой фракции (рис. 4), а также определите тип распределения илистой фракции по профилю почвы.

3. В коробочном образце с помощью «мокрого» метода определите гранулометрический состав почвы.

4. Обобщите результаты и дайте ответы на контрольные вопросы.

Образец выполнения индивидуальной работы

Таблица 3. Гранулометрический состав дерново-подзолистой почвы

Горизонт	Глубина, см	Содержание фракций, %
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001	<0,01
А1	0-20	45,6	12,5	15,4	6,6	8,2	11,7	26,5
А2	20-40	49,1	10,2	13,2	6,6	7,0	13,9	27,5

Основное наименование почвы или горизонта по гранулометрическому составу дается, исходя из процентного содержания физической глины, т. е. суммы частиц менее 0,01 мм (см. табл. 2). В предлагаемом примере сумма частиц менее 0,01 мм равна: 6,6 + 8,2 + 11,7 = 26,5 %. Основное название разновидности (гранулометрический состав почвы) – легкий суглинок (легкосуглинистая). Дополнительное название разновидности – иловато-песчаная.

Рисунок 4 - График распределения механических элементов по профилю дерново-подзолистой почвы

Индивидуальные задания к разделу

Вариант 1

Гранулометрический состав лугово-черноземной почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А	0-10	0,5	15,5	47,1	6,9	8,9	21,1
А^/	10-40	0,2	12,5	31,1	10,3	9,9	19,1
В	50-70	0,5	39,1	2,4	14,1	12,4	23,7
В	107-119	0,8	47,2	26,1	3,2	5,2	9,2
С	120-137	1,9	49,1	13,1	4,3	11,0	13,1

Вариант 2

Гранулометрический состав чернозема выщелоченного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
Апах	0-16	15,8	11,8	20,0	19,7	15,5	17,2
А	20-25	19,1	16,2	24,5	10,9	10,7	18,6
В	50-55	10,7	10,8	34,9	9,0	11,8	22,9
Вк	65-70	7,0	14,7	37,8	7,0	7,1	26,4
Ск	185-190	4,3	32,9	14,7	8,0	5,8	34,3

Вариант 3

Гранулометрический состав чернозема выщелоченного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А	0-15	2,9	34,5	9,4	9,0	8,1	31,2
АВ	20-30	2,3	32,2	11,8	5,9	10,6	33,4
В	30-40	0,6	22,9	18,8	9,2	8,4	35,6
В	40-60	1,4	20,5	25,0	5,0	8,4	34,8
ВСк	70-80	0,3	17,3	26,6	7,4	6,6	32,7
Ск	100-110	1,3	20,6	22,7	6,5	4,7	32,7

Вариант 4

Гранулометрический состав чернозема выщелоченного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
Апах	0-18	2,9	8,6	20,9	6,6	16,3	44,7
А	25-30	17,	4,8	25,2	11,7	15,2	41,2
В	50-55	1,5	7,2	25,2	9,8	18,4	37,9
Вк	75-80	2,3	8,6	26,2	7,2	12,2	43,5
Ск	145-150	2,2	10,3	21,7	10,9	17,2	37,7

Вариант 5

Гранулометрический состав чернозема обыкновенного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
Апах	0-10	2,4	8,8	36,5	11,0	19,7	21,6
А	20-25	2,3	8,9	34,8	8,1	17,8	28,1
Вк	30-35	2,2	9,1	33,9	7,4	20,2	30,7
Вк	60-65	1,3	11,6	33,1	6,7	14,4	28,5
Ск	170-175	1,4	10,9	31,9	10,3	20,6	24,5

Вариант 6

Гранулометрический состав светло-серой лесной почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А1	0-10	7,1	20,5	40,7	9,9	11,1	11,2
А1А2	10-25	4,7	20,4	43,9	7,3	8,2	15,4
В	25-40	4,5	18,9	35,2	6,1	11,6	24,5
В	45-55	2,8	19,1	36,6	5,5	6,3	33,9
ВС	60-90	2,3	12,6	33,4	5,4	6,2	37,7
С	90-100	2,2	15,3	40,5	6,7	7,9	26,1
Ск	140-150	1,4	16,7	43,4	6,6	6,3	23,2

Вариант 7

Гранулометрический состав чернозема южного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А	0-12	22,1	41,6	7,6	12,4	2,8	10,6
А	13-25	13,9	41,6	8,5	1,5	2,9	30,3
Вк	35-45	40,8	38,7	3,8	0,8	1,7	5,0
Вк	60-70	34,4	40,8	4,1	1,0	2,4	5,9
ВСс	80-90	34,2	38,6	3,6	1,2	1,8	15,4
Ск	100-110	46,7	32,6	1,4	0,6	0,9	12,7

Вариант 8

Гранулометрический состав дерново-подзолистой почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А1	0-18	3,3	3,4	15,8	29,0	17,8	12,3	18,0
А1А2	20-25	3,9	2,8	14,6	10,5	20,6	9,7	7,6
А2В	27-31	2,2	3,2	13,4	34,0	20,3	11,6	14,5
В	36-52	1,5	2,6	13,5	36,3	13,1	11,5	21,2
В	59-76	1,8	1,7	14,8	33,8	11,0	13,2	23,4
С	130-140	1,6	1,9	14,0	34,9	10,3	12,6	24,3

Вариант 9

Гранулометрический состав серой лесной почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А0	0-12	12,8	61,3	1,4	9,4	0,7	14,5
А1А2	12-19	6,6	65,4	2,8	6,1	10,4	8,7
А2В	19-28	12,0	56,9	8,9	5,9	2,2	14,1
В	35-45	8,5	67,3	2,4	7,3	4,9	9,7
В	45-59	10,5	44,7	7,2	10,5	8,7	18,4

Вариант 10

Гранулометрический состав чернозема выщелоченного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
Апах	0-24	1,1	13,5	35,7	16,8	18,7	14,2
А	26-38	1,2	13,5	28,9	10,9	20,8	24,7
В	40-50	1,1	12,5	23,9	11,4	16,6	34,5
Вк	65-78	1,1	14,4	22,7	10,6	16,0	35,2
Вк	120-130	3,8	23,2	20,0	8,5	17,5	27,1

Вариант 11

Гранулометрический состав таежной дерновой почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А2	5-10	47,6	33,4	5,3	1,0	2,1	4,4
В	10-20	37,4	40,4	9,7	1,0	4,9	2,8
ВС	30-40	33,1	46,5	9,2	0,6	4,2	2,5
С	80-90	23,0	44,7	18,7	2,2	3,9	0,5
С	170-180	24,4	52,5	9,8	0,8	3,2	0,9

Вариант 12

Гранулометрический состав чернозема карбонатного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
Ак	0-20	-	18,8	22,8	9,2	26,7	22,5
ВК	25-35	-	38,0	18,9	5,6	16,9	20,6
Вк	48-60	-	32,1	18,5	7,8	18,5	23,1
Вк	80-90	-	26,1	20,0	11,5	16,1	26,8
Ск	120-140	-	17,2	19,2	11,3	20,7	31,7

Вариант 13

Гранулометрический состав чернозема оподзоленного

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
Апах	0-10	0,5	3,7	2,4	9,9	19,0	46,1
А2В	40-50	0,4	3,5	29,8	8,2	17,3	40,8
В	80-90	0,3	2,5	20,1	10,1	17,5	49,4
ВС	100-110	0,3	1,8	19,5	12,3	15,1	50,4
Ск	140-150	0,4	2,8	17,1	10,6	15,9	53,0

Вариант 14

Гранулометрический состав дерново-подзолистой почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А1	0-20	12,9	6,7	44,1	12,5	16,5	4,4
А2	27-48	10,3	7,9	42,3	10,0	10,3	6,5
А2 В	48-55	7,4	8,5	47,1	10,9	15,4	7,4
В	55-65	6,4	7,4	47,9	10,8	12,2	10,6
С	65-90	6,5	7,7	48,0	11,1	12,4	10,8

Вариант 15

Гранулометрический состав серой лесной почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А1	2-8	6,9	19,3	17,3	8,3	11,8	30,5
А1А2	10-20	5,6	29,0	18,2	6,5	17,7	19,6
А2В	25-35	5,2	18,8	16,3	6,8	27,5	21,3
В	50-60	5,5	18,0	13,6	6,0	17,5	34,2
В	62-70	5,4	29,9	12,7	6,6	11,0	38,5
С	80-90	5,7	20,8	13,8	8,0	9,9	37,5

Вариант 16

Гранулометрический состав светло-серой лесной почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
Апах	0-10	4,6	17,3	55,3	5,1	6,4	10,6
А1А2	40-50	3,5	16,4	42,8	4,1	3,4	28,5
В	80-90	0,7	9,5	56,0	2,1	3,2	27,0
ВС	100-110	3,9	13,9	49,9	2,9	2,4	25,5
С	140-150	6,7	50,7	17,9	2,2	2,0	19,5
С	200-210	20,1	31,3	9,6	3,5	4,0	30,1

Вариант 17

Гранулометрический состав чернозема солонцеватого

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А	0-5	0,7	26,8	26,3	6,7	14,4	21,7
А	15-20	0,7	21,7	26,0	7,4	19,8	21,1
АВ	24-29	1,4	22,1	30,4	4,6	14,6	23,5
В	32-37	0,3	22,3	32,0	5,5	10,5	25,9
В	40-45	0,3	17,4	27,2	5,6	9,6	21,2

Вариант 18

Гранулометрический состав лугово-черноземной почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А	0-13	0,4	29,0	21,3	7,2	12,8	20,2
А	20-30	0,6	48,1	23,2	2,8	4,7	4,8
В	42-52	0,7	24,1	34,7	9,7	11,0	5,4
В	75-85	0,9	36,0	34,9	4,4	4,0	6,0
С	120-130	1,1	26,1	24,7	11,3	11,4	13,2

Вариант 19

Гранулометрический состав серой лесной почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Потеря при обработке HCl, %	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А1	0-12	5,8	8,8	18,2	23,3	6,3	10,4	30,3
А1А2	12-22	4,4	9,1	18,4	13,4	9,8	9,6	37,0
А2В	22-30	4,5	10,6	17,3	12,2	7,4	6,3	43,8
В	30-40	4,5	6,3	14,1	15,5	7,5	9,1	44,6
В	50-60	4,2	5,4	13,9	13,6	8,7	14,4	47,2
В	85-95	4,9	3,8	16,6	13,1	5,3	14,2	44,2
С	120-140	4,4	1,7	18,2	17,5	5,2	15,1	37,4

Вариант 20

Гранулометрический состав глеево-подзолистой почвы

Горизонт	Глубина взятия образца, см	Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0.001	<0.001
А2	6-8	-	41,9	41,8	3,0	6,2	8,0
В	9-19	-	36,5	45,1	3,3	5,5	10,5
Вg	25-35	-	36,2	44,2	4,8	2,0	14,9
Вg	50-60	-	37,5	47,6	2,1	4,1	10,8
ВСg	70-80	-	33,4	46,9	2,0	4,4	16,4
Сg	135-145	-	35,2	36,8	2,0	5,9	19,3

Дата добавления: 2014-11-25