Николай Чекаев - Почвоведение и инженерная геология

Твердая фаза почвы состоит из частиц различных размеров, которые называются механическими элементами или гранулами.

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 меньше 1 мм, и почвенный скелет – частицы больше 1 мм.

Отдельные группы механических элементов по-разному влияют на свойства почвы. Это объясняется неодинаковым их минералогическим и химическим составом и разными физическими и физико-химическими свойствами. Относительное содержание в почве или породе механических элементов называется гранулометрическим составом , а количественное определение их – гранулометрическим анализом .

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 количество всех групп механических элементов, слагающих почву или породу.

Все группы гранулометрического состава почв и пород (песок, супесь, суглинок песчанистый, суглинок пылеватый и т. д.) можно различать по ряду признаков. Зная эти признаки и имея соответствующий навык, можно быстро и с достаточной точностью определять гранулометрический состав в полевых условиях.

Техника определения гранулометрического состава методом М.М. Филатова.Определение содержания песка в почве проводится так. В мерный цилиндр вместимостью 100 см 3насыпают ту же почву, в которой определялась глина, так, чтобы она при уплотнении заняла объем 10 см 3. Затем приливают воды до 100 см 3, размешивают стеклянной палочкой и дают отстояться 90 с, в течение которых частицы песка осядут на дно цилиндра, а частицы пыли и глины останутся взвешенными в воде. Осторожно сливают мутную оводуисновавоставшийсяосад 3кдоливаютводыдо100 см, хорошо размешивают, дают отстояться в 90 с и снова сливают мутную воду. Все это проделывают до тех пор, пока после очередного отстаивания в течение 90 с вода остается совершенно прозрачной. Тогда измерив объем оставшегося песка, высчитывают его количество, принимая каждый см 3осевшей почвы за 10 % песка.

Определение содержания глинистых частиц в почве производится нижеследующим образом. В мерный цилиндр вместимостью 50 см 3насыпают почву, просеянную через сито с отверстиями в 1 мм так, чтобы при легком уплотнении (путем легкого постукивания цилиндра) она заняла объем 5 см 3. Затем приливают 30 см 3воды и 5 см 3хлорида кальция в качестве электролита. Хорошо размешивают содержимое стеклянной палочкой и, долив цилиндр водой до 50 см 3, оставляют на 30 мин отстаиваться. После этого определяют приращение почвы, пересчитав его на 1 см 3сухой почвы и вычисляют процентное содержание глинистых частиц по нижеследующей таблице.

Процент пыли определяют, вычитая из 100 процентов содержание песка и глины. Название почвы по гранулометрическому составу дают, учитывая соотношение песка и глины в почве. Если на 1,0 часть глины приходится 0,8–1,0 части песка, почва называется глинистой, при 2–3 частях песка – суглинистой тяжелой, при 3– 4 частях – среднесуглинистой, при 4–5 частях – легкосуглинистая, при 7–8 – супесчаной, при 9–10 частях – песчаной.

Техника определения гранулометрического состава в поле (метод раскатывания).Гранулометрический состав можно определить в сухом и влажном состоянии. Для его определения образец растертой почвы увлажняют и перемешивают до тестообразного состояния, при котором почвы обладают наибольшей пластичностью. При определении гранулометрического состава карбонатных почв и пород применяют вместо воды 10 %-ю НСl с целью разрушения водопрочных агрегатов. Из подготовленной почвы на ладони скатывают шарик и пробуют раскатать его в шнур толщиной около 3 мм, затем свернуть в кольцо диаметром 2–3 см, по которому и судят о гранулометрическом составе.

1. Наряду с мелкоземом, т. е. частицами меньше 1 мм, в почве много более крупных обломков горных пород – каменистые почвы .

2. В почве более 90 % песчаных частиц и небольшое содержание физической глины. В сухом состоянии комок почвы легко раздавливается. Из влажного образца нельзя скатать ни шнура, ни даже шарика – песчаная почва .

3. Почва похожа на песчаную, но содержит несколько больше физической глины. В сухом состоянии образует непрочные комки. Из влажного образца нельзя скатать шнур, но можно скатать шарик величиной с грецкий орех – супесчаная почва .

4. В почве содержится до 60 % физической глины. При царапании ножом сухой глыбки образуется черта. Из влажного образца можно скатать шарик, который при сдавливании образует лепешку с трещинами по краям. При раскатывании шарика образуется шнур, который при изгибании образует трещины – суглинистая почва .

5. В почве содержится до 80 % и более физической глины. Сухие комки очень твердые и плохо поддаются раздавливанию между пальцами. При растирании ощущается очень однородная масса. Из влажного образца можно скатать шарик, который при раздавливании образует лепешку без трещин по краям. При раскатывании шарика образуется длинный тонкий шнур, который не ломается и не дает трещин при изгибании – глинистая почва .

Форма записи результатов

Оборудование и материалы. 1. Технохимические весы. 2. Коробка с почвой. 3. Мерные цилиндры на 100 см 3и 50 см 3. 4. Раствор хлорида кальция. 5. Дистиллированная вода. 6. Образец почвы, просеянной через сито 1 мм. 7. Стеклянные палочки.

1 . Какие первичные минералы широко распространены в рыхлых породах, почвах и почему? 2. Какие минералы называются вторичными и какова их роль в почвовобразовании и плодородии почв? 3. Как характеризуются гранулы (механические элементы) и чем отличаются их группы по составу и свойствам? 4. Что называется гранулометрическим составом и каковы принципы построения классификации почв по гранулометрическому составу? 5. Как проявляется влияние гранулометрического состава почв (легких, средних и тяжелых) на их агрономические свойства?

Под структурой почвы понимают совокупность агрегатов или структурных отдельностей различной величины, формы, пористости, механической прочности и водопрочности.