Лабораторная работа № 10 Сокращенный анализ гранулометрического и микроагрегатного составов почвы по методу н.А. Качинского

Гранулометрический состав – относительное содержание в породе или почве элементарных частиц различной крупности, выраженное в процентах к массе сухой почвы.

В гранулометрическом анализе выделяют следующие фракции элементарных частиц, мм: крупный и средний песок (1 – 0,25), мелкий песок (0,25 – 0,05), крупная пыль (0,05 – 0,01), средняя пыль (0,01 – 0,005), мелкая пыль (0,005 – 0,001), ил (меньше 0,001).

Частицы меньше 0,01 мм называют физической глиной. Процентное содержание физической глины положено в основу классификации почв по гранулометрическому составу (таблица 14).

Уточняющее название дается по двум преобладающим фракциям, из которых главной по величине является та, что стоит в определении на последнем месте.

Параллельно с анализом гранулометрического состава, итогом которого является определение названия почвы по гранулометрическому составу, на лабораторном занятии анализируется и микроагрегатный состав почвы, целью которого является определение степени оструктуренности. Методика выполнения этих двух видов анализа во всем одинакова, за исключением подготовки почвы к анализу.

Таблица 14-Классификация почв и пород по гранулометрическому составу (Качинский Н. А)

Содержание физической глины (меньше 0,01 мм), %		Краткое название почвы и породы по гранулометрическому составу
Почвы
Степного типа почвообразования	Солонцы и сильносолонцеватые
0—5	0—5	Рыхлопесчаная
5—10	5—10	Связнопесчаная
10—20	10—15	Супесчаная
20—30	15—20	Легкосуглинистая
30—45	20—30	Среднесуглинистая
45—60	30—40	Тяжелосуглинистая
60—75	40—50	Легкоглинистая
75—85	50—65	Среднеглинистая
Больше 85	Больше 65	Тяжелоглинистая

Микроагрегатный состав почвы — относительное содержание в породе или почве комочков (микроагрегатов) различной крупности – от 0,25 до 0,001 мм, выраженное в процентах к массе сухой почвы.

Микроструктура наряду с макроструктурой оказывает благоприятное влияние на водно-физические свойства почв, особенно слабогумусированных: светло-каштановых, бурых, сероземов. Микроагрегаты образуются из элементарных частиц в результате их склеивания карбонатами кальция, гуму­сом, илом и пр. В зависимости от свойств клеящего материала микроагрегаты могут быть водопрочными и неводопрочными. Показателями степени оструктуренности почв могут служить содержание водопрочных агрегатов (больше 0,25 мм) и коэффициент дисперсности (распыленности) почвы (КД)

Ход работы

Просеянную через миллиметровое сито почву из одного образца дважды отвешивают на технических весах в количестве 10 г. Обе навески помешают в фарфоровые чашки. Пробу, предназначенную для гранулометрического анализа, обрабатывают 10%-ным раствором НСl для разрушения карбонатов, а затем добавляют диспергирующее вещество – пирофосфат натрия и тщательно растирают стеклянной палочкой с резиновым наконечником в течение 5 минут, до полного разрушения комочков. Количество приливаемого пирофосфата натрия составляет 10 – 20 мл, в зависимости от наличия карбонатов в почве (в карбонатную почву приливают больше).

Пробу, предназначенную для микроагрегатного анализа, помещают в чашку, осторожно (по стенке чашки) смачивают дистиллированной водой и оставляют на 5 мин для разрушения неводопрочных агрегатов. После соответствующей подготовки почвы пробы с помощью промывалки переносят на воронки с ситом (диаметр отверстий – 0,25 мм). Воронки должны находиться над мерными цилиндрами объемом 1 л.

Определение фракций больше 0,25 мм. Частички и комочки оставшиеся на сите, тщательно промывают над цилиндром дистиллированной водой и переносят в предварительно взвешенный на аналитических весах бюкс. Бюкс ставят на плитку до полного выпаривания воды, охлаждают, снова взвешивают с осадком. Массу фракции 1,0—0.25 мм рассчитывают в процентах от навески почвы (10 г). Более мелкие фракции определяют методом пипетки Качинского, основанном на различной скорости падения частиц разного диаметра в жидкости. Скорость падения частиц в жидкости зависит от их массы а и конфигурации, вязкости жидкости и, следовательно, температуры.

Определение фракции меньше 0,05 мм. Содержимое цилиндра доводят дистиллированной водой до 1 л, тщательно взбалтывают и отстаивают. Время отстаивания зависит от температуры суспензии (таблица 15). После отстаивания пипетку погружают в суспензию на глубину 25 см и отбирают пробу. На этой глубине будут находиться частицы меньше 0,05 мм. Пробу помещают в предварительно взвешенный бюкс, который ставят на плитку для выпаривания. Затем бюкс с осадком охлаждают и взвешивают на аналитических весах.

Таблица 15-Таблица Стокса

Диаметр частиц, мм	Глубина погружения пипетки, см	Время отстаивания при температуре 0ºС
		17,5	20,0	22,5	25,0
0,01	10	21΄ 04΄΄	19΄ 51΄΄	18΄ 41΄΄	17΄ 39΄΄
0,05	25	2΄ 07΄΄	1΄ 59΄΄	1΄ 51΄΄	1΄ 47΄΄

Определение фракции меньше 0,01 мм. Суспензию в цилиндре вновь перемешивают, отстаивают согласно таблице Стокса. При отборе пробы пипетку объемом 25 см³ погружают на глубину 10 см. При расчете фракций меньше 0,05 и 0,01 мм массу каждой из них умножают на 40 (так как 25 см³ составляет сороковую часть литра) и рассчитывают в процентах от 10 г почвы.

Ход работы и ее результаты отражают в нижеприведенных таблицах.

Таблица 16-Рабочая таблица

Размер фракции, мм	№ бюкса	Масса пустого бюкса, г	Масса бюкса с осадком, г	Масса осадка, г	Масса осадка, г×40	% осадка от 10 г почвы
Гранулометрический анализ
> 0,25
< 0,05
< 0,01
Микроагрегатный анализ
> 0,25
< 0,05
< 0,01

Таблица 17-Результаты гранулометрического и микроагрегатного анализов

Вид анализа	Содержание фракции, %				Коэффициент дисперсности КД
	Размеры фракции, мм
	1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	< 0,01
Гранулометрический
Микроагрегатный

Коэффициент дисперсности рассчитывают по формуле

КД, % =	% фракций < 0,001 мм микроагрегатного анализа	·100
	% фракций < 0,001 мм гранулометрического анализа

Для сокращенных гранулометрического и микроагрегатного анализов вместо размера фракции меньше 0,001 мм можно применять меньше 0,01.

Если КД меньше 20%, почвы относят к структурным КД 20 – 50% – к слабооструктуренным, больше 50% – к бесструктурным.