Определение механического состава почв

Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной фаз. Основой является твердая фаза. Твердая фаза почвы включает органические, органоминеральные и минеральные соединения.

Под механическим составом понимают относительное содержание в почве механических элементов. Это содержание выражается в весовых процентах на сухую почву.

Группировка частиц по размерам называется классификацией механических элементов (табл.1).

Наряду с этим для характеристики размеров частиц существует и другая группировка почв. Так, частицы < 1 мм носят название мелкозема, а частицы > 1 мм - почвенного скелета. При этом частицы от 1 до 0,01 мм называют песком, с диаметром < 0,01 - физической глиной, а с диаметром < 0,0001 мм относят к коллоидной фракции.

Таблица 1. Классификация механических элементов почв и пород (по Н.А. Качинскому)

Название механических элементов	Размер механических элементов		Название механических элементов	Размер механических элементов
Камни	>3		Пыль крупная	0,05 - 0,01
Гравий	3 – 1		Пыль средняя	0,01 - 0,005
Песок крупный	1 - 0,5		Пыль мелкая	0,005 - 0,001
Песок средний	0,5 - 0,25		Ил грубый Ил тонкий	0,001 - 0,0005 0,0005 - 0,0001
Песок мелкий	0,25 - 0,05		Коллоиды	<0,0001

Механический состав почвы имеет большое агрономическое значение.

Он обуславливает важнейшие свойства почвы: структурность, водно-воздушный и тепловой режимы, микробиологические процессы, поглотительную способность, окислительно-восстановительные реакции, плодородие и др.

От механического состава почв зависят условия обработки, сроки с/х работ, дозы внесения удобрений и т.д.

Отдельные группы механических элементов по-разному влияют на свойства почвы. Это объясняется различным минералогическим и химическим составом механических элементов и различными их физическими и физико-химическими свойствами. Камни и гравий представлены преимущественно обломками горных пород и реже отдельными минералами. В группе песка и пыли преобладают первичные минералы: кварц, полевые шпаты, слюда и некоторые другие. Ил, наряду с первичными минералами, содержит значительное количество вторичных минералов. В нем сосредоточено максимальное содержание гумуса и элементов зольного и азотного питания растений.

Главная роль в физико-химических процессах, протекающих в почвах, принадлежит илистой фракции, особенно ее коллоидной части. Пылеватые и песчаные фракции поверхностно пассивны.

Механические элементы почвы могут склеиваться между собой в комки (агрегаты) различной величины и формы. Свойства почвы образовывать агрегаты из механических элементов называют структурообразующей способностью. Главным связующим звеном почвенной структуры является коллоидная часть почвы.

В зависимости от процентного содержания фракций первичных частиц почва получает то или иное наименование по механическому составу (табл.2).

Таблица 2. Механический тип и механический состав почвы

Внешние признаки формования при раскатывании почвенного образца	Вид образца в плане после раскатывания шнура	Механи-ческий тип поч-вогрунта	Содержание физической глины (d <0,01 мм)
Подзо- листый тип почв	Степной тип почв: красно- земы, желтоземы	Солонцы и сильно солонцовые почвы
Шнур не образуется	Песок	<10	<10	<10
Зачатки шнура	Супесь	10-20	10-20	10-20
Шнур дробится при раскатывании	Легкий суглинок	20-30	20-30	15-20
Шнур сплошной, кольцо распадается	Средний суглинок	30-40	30-45	20-30
Шнур сплошной, кольцо дает трещины	Тяжелый суглинок	40-50	45-60	30-40
Шнур сплошной, кольцо целое	Глина	>50	>60	>40

Основное значение в классификации (см. табл.1) имеет количественное соотношение физической глины (частицы < 0,01 мм) и физического песка (> 0,01 мм).

Наиболее ценны в производственном отношении легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы. Они характеризуются хорошим обменом почвенного и атмосферного воздуха, хорошим водным режимом. Химические и биохимические процессы в них обеспечивают растения необходимой пищей.

Для точного определения механического или гранулометрического состава почв пользуются различными методами: ситовым анализом, седиментацией в стоячей воде и отмучиванием в восходящей струе воды.

Для определения содержания физической глины наиболее распространенным является метод двойного отмучивания по А.Н. Сабанину. В основу этого метода положено отмучивание по скорости оседания частиц в стоячей воде. При этом исходят из принципа пропорциональности скорости оседания частиц их диаметру, используя установленную Стоксом закономерность:

,

где - коэффициент вязкости среды; - радиус частиц; - скорость оседания.

Цель работы - определение механического состава почвы полевым методом по Н.А. Качинскому и методом отмучивания по В.И. Рутковскому.

Полевое определение типа почвы по Н.А. Качинскому

Признаки песчаной почвы: в почве при ее растирании между пальцами заметно ощущаются песчинки, маленький комочек влажной почвы между пальцами не скатывается в шарик.

Признаки супесчаной почвы: в почве при ее растирании ощущаются песчинки, в то же время она немного мажется, в шарик скатывается плохо, и его нельзя взять пальцами, так как он легко рассыпается.

Признаки суглинистой почвы: при растирании слабо прощупываются песчинки, почва сильно мажется, из влажной почвы легко скатывается шарик и “шнур”, но при свертывании в кольцо ломается.

Признаки глинистой почвы: при растирании сильно мажется и песчинки не ощущаются, “шнур” хорошо скатывается и при сгибании в кольцо не ломается.

Последовательность выполнения работы

Небольшое количество почвы, помещенное на ладонь (в полевых условиях) или в чашку Петри (в лабораторных условиях), смачивается водой и хорошо разминается между пальцами до консистенции теста. Приготовленную таким образом почву раскатывают между ладонями в шнур толщиной около 3 мм и делают из него кольцо диаметром около 3 см. Далее определяют вид почвы (табл.2). Результаты анализа записывают в табл. 3.

Таблица 3. Форма заполнения результатов анализа почв

Объект	Признаки	Название почвы по механическому составу

Определение механического состава почвы по В.И. Рутковскому

Метод основан на определении содержания глинистых частиц < 0,05 мм. Этим частицам в классификации грунтов по гранулометрическому составу В.В. Охотина отведена ведущая роль. По содержанию глинистых частиц почвы по этой классификации подразделяются на 8 типов (табл.4).

Таблица 4. Классификация почв по механическому составу (по В.В.Охотину)

Название почв	Содержание глинистых частиц, %
Тяжелоглинистая	>60
Глинистая	60 – 30
Тяжелосуглинистая	30 – 20
Среднесуглинистая	20 – 15
Легкосуглинистая	15 – 10
Тяжелосупесчаная	10 – 6
Легкосупесчаная	6 – 3
Песчаная	<3

Последовательность выполнения работы

1. В мерный цилиндр насыпают почву, предварительно высушенную до воздушно-сухого состояния и просеянную через сито с отверстиями в 1 мм.

2. Объем почвы после уплотнения должен быть равен 10 см³. Уплотнение достигается осторожным и легким постукиванием цилиндра об упругий предмет.

3. В цилиндр заливают воду так, чтобы столб воды был равен 12 см, считая от отметки 10 мл (для удобства до начала работы на поверхности цилиндра специальным карандашом наносят отметки: первую - на уровне почвы (~1 см), вторую - на 12 см выше первой).

3. Стеклянной палочкой с резиновым наконечником перемешивают почву с водой.

4. Дают отстояться.

5. После отстаивания воду осторожно сливают в кристаллизатор.

Операции по п.п. 4, 5, 6 проделывают до тех пор, пока не прекратиться выделение мути, то есть столб воды станет прозрачным.

7. Оставшийся песок легким постукиванием уплотняют до постоянного объема. Объем песка измеряют по делениям цилиндра с точностью до 0,01 мл.

8. Проводят расчет содержания глинистых частиц. Для этого объем в 10 мл принимают за 100% и из пропорции рассчитывают содержание глинистых частиц.

Пример. После отмучивания осталось 4,5 мл песка, следовательно, глинистых частиц было: 10 - 4,5 = 5,5 мл. Из пропорции:

10 мл: 100%

5,5 мл: х%, тогда Х = .

9. По табл. 4 определяют название почвы по механическому составу.

10. Результаты анализа заносят в табл. 5.

Таблица 5

№ п/п	Содержание песка, мл	Содержание глинистых частиц, %	Название почвы по механическому составу

Контрольные вопросы

1. Дисперсность почвы и методы ее изучения.

2. Сущность метода Н.А. Качинского.

3. Сущность метода В.И. Рутковского.

4. Влияние различных фракций на свойства почвы.

5. Роль коллоидной части почвы в физико-химических процессах.

Лабораторная работа № 5.2