0715_Samofalova_Pochvovedenie_LabPraktik_2021
.pdfугодье, предприятие, административный район, горизонт, мощность горизонта (верхняя и нижняя границы), глубина отбора образца.
Подготовку проб минерального наноса, сапропеля, минеральных прослоек и минерального дна грунта производят в соответствии с требованиями п.4.6.
Лабораторная работа №3
Определение гигроскопической влаги
При определении количества тех или иных составных частей почвы необходимо учитывать наличие гигроскопической влаги и все вычисления производить на сухую почву, то есть почву, не содержащую гигроскопической влаги. Только при этом условии можно получить сравнимые результаты анализов почвы.
Гигроскопическая влага (ГВ) – влага, содержащаяся в воздушно-сухой почве, выражается в процентах от массы сухой почвы. Значения ГВ используются для вычисления:
сухой массы почвы;
коэффициента пересчета результатов анализа воз- душно-сухой почвы на сухую;
влажности завядания;
запасов доступной и недоступной влаги в почве.
Ход анализа
1.Стеклянный стаканчик (бюкс) с притертой крышкой просушивают до постоянной массы в сушильном шкафу, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.
2.В бюксе отвешивают на аналитических весах 4-5 г воз- душно-сухой почвы, просеянной через сито с отверстиями 1 мм.
3.Почву в стаканчике (крышку открыть) сушат в сушильном шкафу 5 часов при t – 105-110°С. Затем закрывают стаканчик крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.
21
4. Рассчитывают гигроскопическую влагу и результаты записывают по форме в таблицу 1.
Задание 1. Произвести расчет гигроскопической влаги:
ГВ% |
100 а |
; |
|
в |
|||
|
|
(1)
где а – масса испарившейся воды, г; в – масса сухой почвы, г
Таблица 1
Содержание гигроскопической влаги в почве
Генетиче- |
|
|
|
Масса, г |
|
|
|
|
ский |
|
бюкса |
бюкса с |
бюкса с |
|
|
|
|
горизонт, |
Номер |
испарив- |
сухой |
ГВ, |
||||
с |
почвой до |
почвой |
||||||
глубина |
бюкса |
шейся |
почвы |
% |
||||
крыш- |
высушива- |
после вы- |
||||||
взятия |
|
воды (а) |
(в) |
|
||||
|
кой |
ния |
сушивания |
|
||||
образца, см |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2. Рассчитать коэффициент гигроскопичности (коэффициент пересчета результатов анализа воздушно-сухой почвы на сухую) по формуле 2.
Кн |
о |
100 |
ГВ |
|
|
||
2 |
|
100 |
|
|
|
(2)
Задание 3. По данным содержания гигроскопической влаги сделать предварительную оценку почвы по гранулометрическому составу.
Задачи
1.Найти массу твердой фазы торфа, если влажность торфа 1200%, а масса его во влажном состоянии 100 г.
2.Определить массу сухой почвы, если во влажном состоянии ее масса 37 г, а влажность почвы 25%.
3.Найти влажность почвы, если масса влажной почвы 29 г, а масса сухой почвы 21 г.
4.Найти массу воды в почве, если ее влажность 25%, а масса сухой почвы 50 г.
5.Найти влажность торфа, если масса твердой фазы торфа 15 г, а масса поглощённой воды 30 г.
6.Найти влажность почвы в объемных %, если влаж-
ность ее в % к массе равна 25%.
22
2.ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ
Гранулометрический состав – это важный качественный показатель продуктивности земель. От гранулометрического состава зависит качество почв и уровень их плодородия. Способность почв противостоять неблагоприятным процессам эрозии, подкисления, загрязнения, засоления зависит от их гранулометрического состава. Почвы легкого гранулометрического состава в большей степени подвержены деградации.
Гранулометрический состав почв учитывают про определении структуры угодий и посевов сельскохозяйственных культур, их размещении.
Классификация механических элементов и почв по гранулометрическому составу
Твердая фаза почвы состоит из частиц различных размеров, которые называются механическими элементами или гранулами.
Задание 1. Заполнить таблицу 2.
Таблица 2
Классификация механических элементов почвы по крупности
Механические элементы |
|
Свойства |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
название |
мм,размер |
Минералогический состав |
Поглотительная способность |
|
Влагоемкость |
Водопрони-ца- емость |
Название |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фракции |
|
|
|
|
|
|
|
|
Камни |
> 3 |
|
|
|
|
|
|
Гравий |
3-1 |
|
|
|
|
|
|
Песок кр. |
1-0,5 |
|
|
|
|
|
|
Песок ср. |
0,5-0,25 |
|
|
|
|
|
|
Песок мел. |
0,25-0,05 |
|
|
|
|
|
|
Пыль кр. |
0,05-0,01 |
|
|
|
|
|
|
Пыль ср. |
0,01-0,005 |
|
|
|
|
|
|
Пыль мел. |
0,005-0,001 |
|
|
|
|
|
|
Ил грубый |
0,001-0,0005 |
|
|
|
|
|
|
Ил тонкий |
0,0005-0,0001 |
|
|
|
|
|
|
Коллоиды |
< 0,0001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
|
|
Задание 2. Описать свойства фракций и записать в таблицу 3.
|
|
Таблица 3 |
Свойства гранулометрических фракций |
||
|
|
|
Название фракций |
Размер фракций, мм |
Свойства |
Илистая |
< 0,001 |
|
Мелкопылеватая |
0,005-0,001 |
|
Средняя пыль |
0,01-0,005 |
|
Крупная пыль |
0,05-0,01 |
|
Песчаная |
1-0,05 |
|
Классификация почв по гранулометрическому составу основана на соотношении частиц физической глины к физическому песку (табл. 4).
Кроме этого введено понятие преобладающей фракции.
Выделено 5 фракций: |
|
|
|
|
|
||
гравелистая |
|
|
|
3-1 мм |
|
||
песчаная |
|
|
1-0,05 мм |
|
|||
крупнопылеватая 0,05-0,01 мм |
|
||||||
пылеватая |
0,01-0,001 мм |
|
|||||
илистая |
|
< 0,001 мм |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
Классификация почв по гранулометрическому составу |
|||||||
|
|
(Н.А. Качинский, 1968) |
|
||||
|
|
Содержание физической глины (частицы < 0,01 мм), % |
|||||
Название почвы по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Черноземы, крас- |
Солонцы и сильно |
|
гранулометриче- |
|
Почвы подзоли- |
|
||||
|
|
ноземы, желто- |
солонцеватые |
||||
скому составу |
|
стого типа |
|
|
|||
|
|
|
земы |
почвы |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Глина тяжелая |
|
>80 |
|
|
|
>85 |
>65 |
средняя |
|
80-60 |
|
|
|
85-75 |
65-50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
легкая |
|
65-50 |
|
|
|
75-60 |
50-40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Суглинок тяжелый |
|
50-40 |
|
|
|
60-45 |
40-30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
средний |
|
40-30 |
|
|
|
45-30 |
30-20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
легкий |
|
30-20 |
|
|
|
30-20 |
20-15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Супесь |
|
20-10 |
|
|
|
20-10 |
15-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Песок связный |
|
10-5 |
|
|
|
10-5 |
10-5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Песок рыхлый |
|
5-0 |
|
|
|
5-0 |
5-0 |
|
|
|
|
|
24 |
|
В зависимости от того, какая фракция преобладает, к основному наименованию почвы добавляют название преобладающей фракции.
Например, дерново-подзолистая почва содержит физической глины - 28,1 %, песка - 37,0 %, крупной пыли - 34,9 %, средней – 4 %, мелкой пыли - 16,0 % и ила - 12,0 %.
Преобладающая фракция песок, на II месте крупная пыль, на III-пыль, ил.
Название почвы по гранулометрическому составу - суглинок легкий крупнопылевато-песчаный.
Задание 3.
А) Определить название почвы по гранулометрическому составу по содержанию механических фракций
а) 1-0,05 мм – 30,9 %; 0,05-0,01 мм – 21,6 %; 0,01-0,001 мм – 19,6 %; < 0,001 мм – 27,9 %
б) 3-1 мм – 2 %; 1-0,5 мм – 10 %; 0,5-0,25 мм – 15 %; 0,25- 0,05 мм – 7 %; 0,05-0,01 мм – 21 %; 0,01-0,005 мм – 6 %; 0,005-
0,001 мм – 12 %; < 0,001 мм – 27 %
в) 1-0,05 мм – 11,0 %; 0,05-0,01 мм – 35,2 %; 0,01-0,001
мм – 25,8 %; < 0,001 мм – 28,0 %.
Б) Содержание физической глины в серых лесных почвах составляет 35, 56 и 68 %. К какой разновидности они относятся?
В) Дать полное название дерново-подзолистой почвы по гранулометрическому составу при следующем содержании механических элементов (фракций): (1-0,05)мм—30,9%; (0,05-
0,01)мм—21,6%; (0,01-0,001)мм— 19,6%; <0,001—27,9%.
Г) Дать полное название черноземной почвы по гранулометрическому составу при следующем содержании механиче-
ских элементов: (1-0,05)мм—11,0%; (0,05-0,01)мм -35,2%;
(0,01-0,001)мм—25,8%; <0,001 мм—28,0%.
25
Д) В сильноподзолистой почве содержание физического песка 38 %. К какой разновидности относится эта почва?
Е) Содержание частиц < 0,01 мм в горизонте А солонцов составляет 25, 44 и 65 %. К какой разновидности относятся эти почвы?
Ж) Дать полное название гранулометрического состава чернозема при следующем содержании фракций механических элементов: гравий — 2%, крупный и средний песок — 2%, мелкий песок — 1%, крупная пыль — 41%, средняя пыль
— 9%, мелкая пыль — 15%, ил — 30%.
З) В верхнем горизонте дерново-подзолистой почвы содержание физической глины 25 %, частиц размером > 3 мм – 25 %. Какое название имеет почва по ГС?
И) Солонец назван суглинком легким иловато-крупно- пылеватым. Какое сочетание фракций соответствует этому названию?
К) Гранулометрический анализ показал, что в черноземе содержатся частицы размером 1-0,25 мм (16 %); 0,25-0,05 мм (19 %); 0,05-0,01 мм (34 %). Дать название почвы по 2-членной формуле.
Л) Гранулометрический анализ показал, что в серой лесной почве содержатся частицы размером 1-0,25 мм (10 %);
0,25-0,05 мм (25 %); 0,05-0,01 мм (44 %). Дать название почвы по 2-членной формуле.
М) Гранулометрический анализ показал, что в дерновокарбонатной выщелоченной почве содержатся частицы разме-
ром 1-0,25 мм (3 %); 0,25-0,05 мм (4 %); 0,05-0,01 мм (32 %).
Дать название почвы по 2-членной формуле.
26
Диагностика почв по гранулометрическому составу органолептическим методом
Методы гранулометрического анализа разделяется на две группы: визуальные (в полевых условиях) и лабораторные (более точные).
Различают мокрый и сухой способы определения гранулометрического состава (табл. 5)
Сухой метод. Сухой комочек или щепотку почвы испытывают на ощупь, кладут на ладонь и растирают пальцами. Гранулометрический состав определяют по состоянию сухого образца, ощущению при растирании и количеству песка.
Мокрый метод. Образец растертой почвы увлажняют по каплям водой и перемешивают до тестообразного состояния. Затем почву раскатывают на ладони в шар, затем в шнур толщиной 3 мм и пытаются свернуть его в кольцо диаметром 3 см. Гранулометрический состав определяют по пластичности почвы.
Задание 4
Определить гранулометрический состав данного образца почвы и результаты записать в таблицу 6.
Задание 5
Дать анализ изменения свойств исследуемого образца почвы в зависимости от гранулометрического состава.
Сопоставляя многочисленные данные по гранулометрическому составу почв и урожайности зерновых культур в зональном аспекте, Н.А. Качинский разработал десятибалльную систему оценки основных типов и подтипов почв (табл.7).
Задание 6
По данным таблицы 7 сделать вывод о том, как изменяется бонитет почв по гранулометрическому составу в зависимости от типа почв и природных условий (зоны).
27
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
||
|
|
|
|
Диагностика гранулометрического состава почв в полевых условиях |
|||||||||||||||||
|
|
Гранулометри- |
|
|
Ощущение |
|
Вид в лупу |
В сухом состоянии |
|
Во влажном |
|
|
При скатывании |
|
|
||||||
|
|
ческий состав |
|
при растирании |
|
|
состоянии |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Песчаный |
|
Состоит почти из песчаных зерен |
|
Сыпучее |
|
Образует те- |
|
|
Не скатывается |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
кучую массу |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Преобладают песчаные частицы с не- |
Ссыхаются в непрочные ко- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Супесчаный |
мочки, с поверхности кото- |
Непластична |
|
Непрочный шарик |
|
|
|||||||||||||
|
|
большой примесью глины |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
рых легко обтирается песок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Неоднородный поро- |
|
Преобладают |
Ссыхаются в прочные |
|
|
|
|
|
Образуют непрочный ша- |
|
|
|||||||
|
|
|
шок, при растирании |
|
|
|
|
|
|
рик, в шнур не раскатыва- |
|
|
|||||||||
|
|
Легкосугли- |
|
песчаные ча- |
комки которые раздавлива- |
Относительно |
|
|
|
||||||||||||
|
|
ощущается шероховато- |
|
ются, образуют отдельные |
|
|
|||||||||||||||
|
|
нистый |
стицы, глины |
ются при не-большом уси- |
пластичные |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
сть, глинистые частицы |
|
|
колбаски или цилиндрики, |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
20-30% |
|
|
лии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
втираются в кожу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кольцо не образует |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Не совсем однородный |
|
Глины 50%, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Образуют шар, сплош- |
|
|
|||||
|
|
|
|
песчаные ча- |
Плотные, комки раздавли- |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Среднесугли- |
порошок, ощущение |
|
|
|
|
|
ной шнур, который при |
|
|
||||||||||
|
|
|
стицы еще хо- |
ваются между пальцами |
|
Пластичные |
|
|
|
||||||||||||
28 |
|
нистый |
тонкой муки со слабоза- |
|
|
сгибании разламывается, |
|
|
|||||||||||||
|
рошо разли- |
при значительном усилении |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
метной шероховатостью |
чимы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кольцо с переломами |
|
|
|||||
|
|
|
Однородный поро- |
|
Крупные пес- |
Агрегаты плотные, углова- |
|
|
|
|
Образуют шар, длинный |
|
|
||||||||
|
|
Тяжелосугли- |
шок, ощущение тон- |
|
тые. Комки с трудом раз- |
|
Очень пла- |
|
шнур, который при сги- |
|
|
||||||||||
|
|
|
чаные зерна |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
нистый |
кой муки, шерохова- |
|
давливаются между паль- |
|
стичные |
|
|
бании в кольцо дает не- |
|
|
|||||||||
|
|
|
отсутствуют |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
тости нет |
|
цами |
|
|
|
|
|
|
|
сколько трещин |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Тонкий однородный |
|
Песчаные ча- |
Очень твердые и плотные |
|
Вязкие, пла- |
|
Дают гладкий шарик и |
|
|
|||||||||
|
|
Глинистый |
|
стицы отсут- |
агрегаты, трудно растира- |
|
стичны, силь- |
|
длинный шнур, кольцо |
|
|
||||||||||
|
|
порошок |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
ствуют |
|
ются в порошок |
|
но мажутся |
|
без трещин |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
||
|
|
|
|
|
Определение гранулометрического состава почвы визуальными методами |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Горизонт, глубина |
|
|
Сухой метод |
|
|
Мокрый метод |
|
|
|
Название почвы |
|
||||||||
|
|
|
Выраженность структуры, |
|
Ощущения при |
Скатыва- |
|
Образова- |
|
|
|
|
по гранулометриче- |
|
|||||||
|
|
взятия образца, см |
|
|
|
|
Кольцо |
|
|
||||||||||||
|
|
|
плотность агрегатов |
|
растирании |
ние шара |
|
ние шнура |
|
|
скому составу |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7
Примерная бонитировка различных почв по гранулометрическому составу для хлебных злаков
(Н.А. Качинский, 1968)
|
Оценка разных по гранулометрическому составу |
||||||
|
|
|
почв, баллы |
|
|
||
Почвы |
глинистые |
тяжелосуглинистые |
средне- сугли-нистые |
легко- сугли-нистые |
супесчаные |
песчаные мелкозернистые, связные |
песчаные крупнозернистые, рыхлые |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Подзолисто-глеевые |
4 |
6 |
8 |
10 |
8 |
5 |
3 |
Подзолистые |
5 |
6 |
8 |
10 |
7 |
5 |
3 |
Дерново-подзолистые |
6 |
7 |
10 |
8 |
6 |
4 |
2 |
Серые лесные |
8 |
10 |
9 |
7 |
6 |
4 |
2 |
Черноземы типичные |
10 |
9 |
8 |
6 |
4 |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Черноземы южные |
9 |
10 |
8 |
7 |
5 |
3 |
1 |
Темно-каштановые |
8 |
10 |
9 |
7 |
6 |
3 |
1 |
Каштановые |
7 |
9 |
10 |
8 |
6 |
3 |
1 |
Бурые |
7 |
8 |
10 |
7 |
5 |
2 |
1 |
Определение гранулометрического состава почв по Качинскому
Данный метод используют для всех типов почв разного гранулометрического состава. Механические элементы, особенно суглинистых и глинистых почв, находятся в агрегатированном состоянии. Чтобы определить гранулометрический состав почвы, необходимо разрушить агрегаты и перевести все механические элементы в раздельночастичное состояние. Это осуществляется химическим воздействием на почву при ее подготовке. Химическое воздействие заключается в замене поглощенных двухвалентных катионов (кальций и магний) на одновалентные, что приводит к диспергированию почвы.
Принцип метода. Почвенный скелет (> 1 мм) разделяют на ситах. Мелкозем (< 1 мм) обрабатывают пирафосфатом натрия для диспергирования агрегатов, пропускают через сито с отверстиями 0,25 мм. Частицы размером менее 0,25 мм пере-
29
носят в цилиндр с водой в виде суспензии, и определение более мелких механических элементов проводят методом пипетки. Метод основан на зависимости скорости оседания частиц в суспензии от их размера. Скорость падения различных по размеру частиц рассчитывают по формуле Стокса, которая учитывает радиус и плотность падающей частицы, плотность и вязкость жидкости. Зная скорость осаждения механических элементов разного диаметра, пипеткой берут пробы почвенной суспензии с определенной глубины через определенное время после взмучивания и определяют весовым методом содержание механических элементов.
Лабораторная работа № 4
Определение гранулометрического состава почв
Ход анализа
1.В органогенных горизонтах сначала нужно убрать органическую часть методом прокаливания, далее определение проводим по методике, как и для минеральных горизонтов.
2.Из воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с отверстиями в 1 мм, отвешивают 10 г (с точностью до 0,01 г)
ипомещают в фарфоровую чашку диаметром 10-12 см. Наливают в стаканчик 4%-ный раствор пирофосфата натрия: для не карбонатных, не засоленных, не загипсованных почв легкого гранулометрического состава берут 5 мл раствора на 10 г почвы, на тяжелосуглинистых, глинистых и карбонатных почв - 10 мл, на засоленных и загипсованных 20 мл.
3.Почву в фарфоровой чашке смачивают раствором пирофосфата до тестообразного состояния и осторожно растирают пестиком с резиновым наконечником в течение 10 минут. Выливают в чашку с почвой остаток раствора пирофосфата, добавляют дистиллированную воду, размешивают и переносят в литровый цилиндр через сито с отверстиями
30