0715_Samofalova_Pochvovedenie_LabPraktik_2021
.pdf0,25 мм, вставленное в стеклянную воронку. Размешивание с добавлением новых порций воды продолжают до тех пор, пока вся почва не окажется перенесенной в мерный цилиндр. Объем суспензии в цилиндре доводят до 1 л и анализируют ее методом пипетки.
4.Почву на сите (крупный и средний песок) промывают водой из промывалки и смывают в фарфоровую чашку. Из чашки почву путем декантации водой переносят без потерь в заранее взвешенную фарфоровую чашку объемом 50-100мл. Избыток воды из чашки сливают, остаток выпаривают на водяной бане, затем высушивают в сушильном шкафу при 105°С до постоянной массы и рассчитывают содержание крупного и среднего песка.
5.Для наблюдения за температурой помещают в цилиндр с водой термометр.
6.Все частицы менее 0,05 мм определяют взятием пипеткой определенного объема суспензии почвы с той или иной глубины. Для этого содержимое цилиндра взмучивают в течение 1 минуты длинной мешалкой и цилиндр оставляют в покое на время в соответствии с таблицей 8.
7.До истечения срока отстаивания цилиндр ставят под пипетку объемом 25 мл и осторожно опускают ее на заданную глубину.
8.Пробу из пипетки переносят в заранее высушенную и взвешенную на аналитических весах фарфоровую чашечку, после чего пипетку обмывают водой.
9.Жидкость в чашке выпаривают, чашку высушивают 3 часа в термостате при 105 оС, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах и массу записывают в заранее подготовленную форму таблицы (табл. 9).
10.Содержимое цилиндра вновь взбалтывают и через промежуток времени, необходимый для определения частиц
31
менее 0,01мм, вновь берут пробу. Затем берут пробу для частиц мельче 0,005 мм и 0,001 мм.
11.Количество полученных фракций в процентах вычисляют по формулам 3 и 4, результаты записать в таблицу 10. При расчетах из массы последней фракции (<0,001 мм) вычитают поправку, соответствующую содержанию в суспензии пептизатора (при внесении 20 мл 4%-ного раствора пирофос-
фата натрия поправка составляет 0,02г, 10 мл – 0,01г)
12.Полученные результаты оформить в виде таблицы 11.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|||
|
|
Сроки и глубины взятия проб пипеткой |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
d, |
№ |
|
Диаметр |
|
Глубина по- |
Время отстаивания при температу- |
|||||||||||||||
|
|
гружения |
|
|
|
|
рах |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
г/см3 |
пробы |
частиц, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
пипетки, см |
|
15 |
|
20 |
|
|
|
|
25 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,4 |
1 |
|
|
<0,05 |
25 |
|
|
140 с |
|
132 с |
|
|
|
|
117 с |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
|
|
<0,01 |
10 |
|
23 мин 20 с |
21 мин 49 с |
|
19 мин 33 с |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
|
<0,005 |
10 |
|
1 ч 39 мин |
1 ч 28 мин |
|
1 ч 18 мин |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4 |
|
|
<0,001 |
7 |
|
29 ч 00 мин |
25 ч 30 мин |
22 ч 49 мин |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,6 |
1 |
|
|
<0,05 |
25 |
|
|
130 с |
|
115 с |
|
|
|
|
103 с |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
|
|
<0,01 |
10 |
|
21 мин 45 с |
19 мин 14 с |
|
17 мин 06 с |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
|
<0,005 |
10 |
|
1 ч 27 мин |
1 ч 17 мин |
|
1 ч 08 мин |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4 |
|
|
<0,001 |
7 |
|
25 ч 22 мин |
22 ч 26 мин |
19 ч 57 мин |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,7 |
1 |
|
|
<0,05 |
25 |
|
|
123 с |
|
109 с |
|
|
|
|
97 с |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
|
|
<0,01 |
10 |
|
20 мин 28 с |
18 мин 06 с |
|
16 мин 06 с |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
|
<0,005 |
10 |
|
1 ч 22 мин |
1 ч 12 мин |
|
1 ч 04 мин |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4 |
|
|
<0,001 |
7 |
|
23 ч 53 мин |
21 ч 07 мин |
18 ч 49 мин |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
|||
|
|
|
|
|
Результаты взвешивания проб |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Фракция, проба |
|
Размерчастиц, мм |
|
Глубина погружения пипетки, см |
Время отстаивания |
Объем пипетки |
Номерчашки |
|
Массапустой чашки, г |
|
Массачашки с |
пробой, г |
|
Массапробы |
|
Проба,% |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Песок – А |
|
|
|
1-0,25 |
|
на сите |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-я проба – Б |
|
|
|
<0,05 |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-я проба – В |
|
|
|
<0,01 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-я проба – Г |
|
|
|
<0,005 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-я проба – Д |
|
|
|
<0,001 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А, %= |
(3) |
Г, Д |
(4) |
|
|
где А – масса пробы, фракции, г; С – навеска воздушно-сухой почвы; V – объем цилиндра, мл;
в – объем пипетки, мл; Кн2о – коэффициент гигроскопичности.
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
||
|
Распределение частиц по фракциям |
|
|
|
|||
Название фракции |
Размеры частиц, |
Способ расчета |
|
Процентное |
|
||
мм |
|
содержание |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупный |
|
1-0,25 |
А |
|
|
|
|
и средний песок |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мелкий песок |
|
0,25-0,05 |
100-(А+Б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупная пыль |
|
0,05-0,01 |
Б-В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя пыль |
|
0,01-0,005 |
В-Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мелкая пыль |
|
0,005-0,001 |
Г-Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ил |
|
<0,001 |
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица11 |
|
|
|
Гранулометрический состав почвы |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Горизонт, |
ГВ, |
|
Размер частиц, мм; содержание, % |
|
<0,01 |
|||||
Почва |
глубина, |
1- |
|
0,25- |
0,05- |
0,01- |
0,005- |
|
|
мм, |
|
% |
|
<0,001 |
|||||||||
|
см |
0,25 |
|
0,05 |
0,01 |
0,005 |
0,001 |
% |
|||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. Сделать выводы и определить полное название почвы по гранулометрическому составу, состоящее из основного и дополнительного.
33
3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
Почва, как любое природное тело, обладает общими физическими свойствами, которые имеют важное значение для проявления частных процессов почвообразования и для основного качества – ее плодородия.
Физические свойства зависят от содержания в почве физической глины и воды, и их соотношения между собой:
пластичность почвы – способность во влажном состоянии изменять свою форму под действием внешней силы;
липкость – способность почвы во влажном состоянии удерживать на своей поверхности какие-либо предметы;
усадка – способность почвы уменьшать свой объем при высыхании;
набухание – способность почвы увеличивать объем при увлажнении.
К общим физическим свойствам относятся: плотность почвы, плотность твердой фазы, пористость. Это важные агрономические характеристики плодородия почвы.
Лабораторная работа № 5
Определение плотности твердой фазы почвы
Плотностью твердой фазы почвы называется отношение массы твердой фазы почвы в сухом состоянии к массе равного объема воды. Эта величина зависит от минералогического состава почвы и количества в ней органического вещества. Определяют весовым методом.
Ход анализа
1. В мерную колбу на 100 мл наливают до метки прокипяченную и охлажденную дистиллированную воду и взвешивают на аналитических весах.
34
2.Из просеянного через сито (1 мм) образца отвешивают на аналитических весах 9-10 г воздушно-сухой почвы.
3.Из взвешенной колбы с водой выливают ½ объема воды и всыпают в колбу навеску почвы.
4.Колбу доливают дистиллированной водой до метки, вытирают снаружи фильтровальной бумагой и взвешивают на аналитических весах.
5.Результаты записывают по форме в таблицу 12.
Таблица 12
Результаты определения плотности твердой фазы почвы
Горизонт, |
|
|
Масса, г |
|
|
||
глубина |
W, % |
колбы |
воздушно- |
сухой |
колбы |
d, г/см3 |
|
взятия |
с водой |
сухой |
почвы |
с водой и |
|||
|
|
||||||
образца, см |
|
(В) |
почвы (а) |
(А) |
почвой (С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность твердой фазы почв вычисляют:
A |
100 a |
||
100 |
W |
||
|
(5)
где a – навеска воздушно-сухой почвы, г; W – ГВ, %; А – навеска сухой почвы, г.
d |
A |
|
(B A) C |
||
|
(6)
где В – масса колбы с водой, г; d – плотность твердой фаз почв, г/см3;
С – масса колбы с водой и почвой, г.
Задание 1.
Рассчитать плотность твердой фазы исследуемого образца.
Лабораторная работа № 6
Определение плотности почв
Плотностью почвы называют массу единицы ее объема в естественном сложении. При определении плотности почвы узнают массу почвы в определенном объеме со всеми порами. Плотность одной и той же почвы всегда меньше плотности ее
35
твердой фазы. Значение плотности почвы позволяет рассчитать запасы воды, питательных веществ в любом горизонте почвы, скважность, аэрацию.
Ход анализа
1.На технических весах взвешивают металлический цилиндр с бумагой (на дне цилиндра).
2.В цилиндр насыпают почву из не рассыпного образца, уплотняя постукиванием.
3.Измеряют высоту насыпанного слоя почвы, диаметр цилиндра и определяют объем почвы.
4.Взвешивают цилиндр с почвой.
5.Результат записывают по форме в таблицу 13.
Таблица 13
Результаты определения плотности почвы
Горизонт, |
|
|
Масса, г |
|
Объем |
|
|
глубина взя- |
|
|
цилиндра с |
|
воздушно-сухой |
dV, |
|
W, % |
цилиндра |
|
цилин- |
||||
тия образца, |
|
с бумагой |
бумагой и |
|
почвы в объеме |
3 |
г/см3 |
см |
|
почвой |
|
цилиндра |
дра, см |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
m |
|
V |
V |
|||
|
|
|||
|
|
|
где V – объем цилиндра, см3; m – масса сухой почвы, г; dV – плотность, г/см3.
V = r2h
где = 3,14; r – радиус цилиндра, см;
h – высота насыпанного слоя почвы в см.
m |
100 A |
||
100 |
W |
||
|
где А – масса воздушно-сухой почвы, г; W – влажность, ГВ, %.
36
(7)
(8)
(9)
Задание 2. Рассчитать плотность исследуемого образца, используя формулы 7, 8, 9.
Задание 3. Дать оценку почвы по ее плотности, пользуясь шкалой Н.А. Качинского и сделать вывод.
Плотность почвы, г/с |
Оценка плотности |
< 1,0 |
излишне рыхлая |
1,0 - 1,1 |
оптимальная для культурной |
|
почвы |
1,2 |
уплотнена |
1,3 - 1,4 |
сильно уплотнена |
1,4 - 1,6 |
очень сильно уплотнена |
и более |
(типичные значения для подпа- |
|
хотных горизонтов) |
Расчет пористости и влагоемкости почв
Суммарный объем пор в почве в единице объема называется пористостью. Общая пористость (Робщ) подразделяется на капиллярную (поры заняты водой, РW) и некапиллярную (поры заняты почвенным воздухом, РАЭР)
В агрономическом отношении почва должна иметь большой объем капиллярных пор, а некапиллярная пористость должна быть не меньше 20-25 % от общей пористости. Если меньше 20 %, то необходимы мероприятия по улучшению аэрации почв.
|
|
d |
V |
|
Р |
1 |
|
100 |
|
|
|
|||
ОБЩ |
|
d |
|
|
|
PW = dV *W
PАЭР = РОБЩ – РW
(10)
(11)
(12)
Зная dV, d, PОБЩ можно рассчитать полную влагоемкость (ПВ) в весовых процентах:
ПВ, вес % = |
РОБЩ |
,% |
(13) |
|
dV
37
Задание 4. Рассчитать пористость и влагоемкость исследуемого образца.
Задание 5. Полученные данные по физическим свойствам исследуемого образца оформить в виде таблицы 14. Дать обобщенную характеристику почвы по физическим свойствам, увязать их с данными гранулометрического состава. Оценить плотность, пористость по шкале Н.А. Качинского.
Таблица 14
Результаты определения физических свойств почвы
Название |
Горизонт, глубина |
W, % |
dV, |
d, |
РОБЩ, |
PW, |
РАЭР, |
ПВ, |
почвы |
взятия образца, см |
г/см3 |
г/см3 |
% |
% |
% |
вес % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценка по величине общей пористости в % суглинистых и глинистых почв
Общая пористость,%
> 70 55 – 65 50 – 55 < 50
40 – 25
Оценка
Избыточно-пористая почва Отличная. Культурный пахотный слой
Удовлетворительная для пахотного слоя Неудовлетворительная для пахотного слоя Чрезмерно низкая. Характерна для уплотненных иллювиальных горизонтов
Задание 6. Изучить данные таблицы 15 и сделать письменные выводы по изменению плотности по профилю почвы в зависимости от типа леса.
Таблица 15
Плотность (г/см3) дерново-подзолистых почв в разных типах леса
|
Липняк |
Березняк |
Сосняк |
Ельник лещинново- |
|
Горизонт |
волосисто- |
волосисто- |
лищинново- |
||
кисличный |
|||||
|
осоковый |
осоковый |
хвощево-лютиковый |
||
|
|
||||
А1 |
0,84 |
0,84 |
0,99 |
1,00 |
|
А1А2 |
1,17 |
1,00 |
1,16 |
1,11 |
|
А2 |
Нет |
Нет |
1,22 |
1,33 |
|
А2В |
1,48 |
1,15 |
1,36 |
1,44 |
|
В1 |
1,58 |
1,45 |
1,45 |
1,51 |
|
В2 |
1,63 |
1,56 |
1,56 |
1,56 |
|
ВС |
1,71 |
1,72 |
1,54 |
1,54 |
|
|
|
|
38 |
|
Агрегатный состав почв
Структура почвы – совокупность агрегатов различной величины, формы, пористости, механической прочности и водопрочности.
Под структурностью почвы понимают ее способность распадаться на агрегаты под влиянием механических воздействий.
Различают бесструктурные и структурные почвенные горизонты. Структурные агрегаты образуются в результате почвообразования. Так, например, гумусообразование способствует формированию зернистой, комковатой структуры, элювиальный процесс – плитчатой, пластинчатой (рис. 3). Выделяют физико-механические, физико-химические, химические и биологические факторы структурообразования.
Структура почвы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Унаследованная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приобретенная в процессе |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
почвообразования |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гумусообра- |
|
|
Иллювиаль- |
|||
|
|
|
|
|
Аллювий - |
|
|
|
|
|
||||||||||
Морена - бес- |
|
|
|
Покровный су- |
|
зование – зер- |
|
|
ный процесс – |
|||||||||||
|
бесструктур- |
|
|
нистая, поро- |
|
|
ореховатая, |
|||||||||||||
структурная |
|
|
глинок – бес- |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
ная |
|
|
шистая, ком- |
|
|
призматиче- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
структурный с |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коватая |
|
|
ская |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
элементами гори- |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зонтальной и вер- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тикальной дели- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мости |
|
Элювиальный |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Антропоген- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
процесс – |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ное воздей- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плитчатая, |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ствие – комко- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пластинчатая, |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ватая, глыби- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чешуйчатая |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стая |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3. Формирование структуры почвы
39
При оценке структуры различают морфологическое понятие и агрономическое.
Для морфологического описания почв С.А. Захаровым разработана классификация структур, включающая три типа (с подразделением на роды): кубовидная (глыбистая, комковатая, ореховатая, зернистая), призмовидная (столбчатая, призматическая), плитовидная (плитчатая, чешуйчатая). Роды делятся на виды по величине агрегатов.
Для агрономической оценки структуры Н.И. Савиновым предложена классификация, согласно которой к агрономически ценным относятся агрегаты размером от 0,25 до 10 мм, более крупные почвенные отдельности считаются глыбистой частью почвы, а более мелкие – рассыпчатой. Эти три рода подразделяются на виды (табл. 16).
Таблица 16
Агрономическая классификация почвенной структуры (по Н.И. Савинову)
Роды |
Виды |
Размер агрегата (диаметр), |
||
мм |
||||
|
|
|||
|
|
|
||
|
Крупные глыбы |
> 100 |
||
Глыбистая |
Средние глыбы |
50 – 100 |
||
|
Мелкие глыбы |
10 |
– 50 |
|
|
Крупные комочки |
3,0 – 10,0 |
||
Комковатая |
Средние комочки |
1,0 |
– 3,0 |
|
Мелкие комочки |
0,5 |
– 1,0 |
||
|
||||
|
Зернистые комочки |
0,25 – 0,5 |
||
Рассыпчатая |
Микроструктурные элементы |
0,01 |
– 0,25 |
|
Пылевато-глинистые частицы |
< 0,01 |
|||
|
||||
|
|
|
|
Исследование почвенной структуры производится путем определения общего количества агрегатов в почве («сухой» метод) и путем определения количества водопрочных агрегатов («мокрый метод»).
40