Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сборник заданий по почвоведению. Учебное пособие
.pdf
2 Гранулометрический состав почв
Краткие теоретические положения
Гранулометрический состав – важнейшая характеристика по-
чвы. От него зависят практически все свойства и в целом плодородие. Почти все морфологические свойства почвы определяются ее
гранулометрическим составом, поэтому его изучение в поле и лаборатории является самым необходимым этапом исследования почвы как природного тела. Кроме того, гранулометрический состав
почв определяет их физические, водно-физические и физико-механические свойства: водопроницаемость, влагоемкость, пористость,
усадка и набухание, воздушный и тепловой режим и др. Знание гранулометрического состава важно при определении производственной ценности почвы, способов обработки, сроков полевых работ,
нормы удобрений, размещения сельскохозяйственных культур и т.д.
Гранулометрический состав представляет собой соотношение
в почве твердых частиц различного размера. В почве механические
элементы агрегированы в структурные отдельности, поэтому гранулометрический состав изучают после разрушения почвенных агрегатов физическими (растирание, кипячение) или химическими методами.
Механические элементы почвы классифицируют по размеру.
Так, частицы размером менее 1 мм называют мелкоземом. Мел-
козем образует основную массу почвы. Частицы крупнее 1 мм носят название скелета почвы. Его участие в почвообразовании неве-
лико, наоборот, скелетные почвы обладают рядом неблагоприятных
агрофизических свойств. Кроме того, принято выделять группу частиц мельче 0,01 мм – физическую глину и группу частиц крупнее
0,01 мм – физический песок. Эти подразделения гранулометрического состава довольно условны, почвенно-генетическое и классификационное значение имеет более дифференцированное выделение групп частиц – фракций гранулометрического состава (табл. 1).
Фракции частиц различной величины имеют различный ми-
неральный состав. Частицы крупнее 3 мм состоят почти исключительно из обломков горных пород и отдельных породообразующих
21
минералов. Частицы величиной от 3 до 0,25 мм – исключительно
породообразующие минералы, причем с уменьшением размеров частиц возрастает процентное содержание кварца. Частицы от 0,25 до
0,01 мм состоят почти полностью из кварца. Частицы мельче
0,001 мм представляют преимущественно смесь глинистых минералов с незначительным количеством гидроксидов железа и некоторых
других минеральных образований.
Таблица 1 – Классификация механических элементов почв
(по Н. А. Качинскому)
Название фракций
гранулометрического состава
Камни > 3
Гравий 3–1
Песок крупный 1–0,5
Песок средний 0,5–0,25
Песок мелкий 025–0,05
Пыль крупная 0,05–0,01
Пыль средняя 0,01–0,005
Пыль мелкая 0,005–0,001
Ил грубый 0,001–0,0005
Ил тонкий 0,0005–0,0001
Коллоиды < 0,0001
Размеры механических
элементов, в мм
Группы частиц
скелет
песок
физический
мелкозем
глина
физическая
Физические свойства гранулометрических фракций также
существенно различаются между собой. С уменьшением величины
частиц возрастают гигроскопичность, высота капиллярного подъема
воды, емкость поглощения. Наибольшее значение для формирования
важных агрофизических и агрохимических свойств почв имеет илистая фракция (< 0,001 мм). Такие свойства, как пластичность, липкость и набухание, в частицах крупнее 0,005 мм практически отсутствуют.
По преобладанию частиц той или иной фракции почвы относят к щебнистым, песчаным, суглинистым, глинистым разновидностям. Существуют различные классификации почв по гранулометрическому составу, наибольшее распространение в отечественном почвоведении имеет классификация Н. А. Качинского (табл. 2).
22
Таблица 2 – Гранулометрический состав почв (по Н. А. Качинскому)
Содержание
физической глины (%)
подзолистые степные подзолистые степные
0–5 0–5 100–95 100–95 песок рыхлый
5–10 5–10 95–90 95–90 песок связный
10–15 10–15 90–85 90–85 супесь рыхлая
15–20 15–20 85–80 85–80 супесь связная
20–30 20–30 80–70 80–70 суглинок редкий
30–40 30–45 70–60 70–55 суглинок средний
40–50 45–60 60–50 55–40 суглинок тяжелый
50–70 60–75 50–30 40–30 глина легкая
70–80 75–85 30–20 30–20 глина средняя
˃ 80 ˃ 85 ˂ 20 ˂ 20 глина тяжелая
Содержание
физического песка (%)
Почвы
по гранулометри-
ческому составу
Единая классификационная шкала гранулометрического состава, основанная на разработках С. И. Долгова и Н. А. Качинского,
предложена для использования В. И. Кирюшиным (табл. 3).
Таблица 3 – Единая классификационная шкала почв
по гранулометрическому составу (В. И. Кирюшин)
Содержание
частиц размером
< 0,01 мм, %
0–5 Рыхлопесчаная
5–10 Связнопесчаная 2
10–20 Супесчаная
20–30 Легкосуглинистая 4
30–40 Среднесуглинистая 4
40–50 Тяжелосуглинистая 4
50–65 Легкоглинистая 4
65–80 Среднеглинистая
> 80 Тяжелоглинистая 2
Основное
наименование
разновидностей
Дополнительное
наименование
по преобладающей
фракции
Песчаные
и крупнопылеватые
Песчаные,
крупнопылеватые,
пылеватые, иловатые
Пылеватые и иловатые
Число
разновид-
ностей
2
4
2
Песчаные и супесчаные почвы обладают рядом благоприят-
ных свойств – высокой водо- и воздухопроницаемостью, быстро
23
оттаивают и прогреваются весной, рыхлые легко поддаются обработке сельскохозяйственными орудиями, поэтому принято называть
их легкими.
Легкие почвы характеризуются рядом отрицательных свойств,
которые существенно снижают их плодородие. Они бесструктурные, бедны гумусом и элементами минерального питания, обладают
невысокой поглотительной способностью, низкой буферностью, что
обуславливает резкое увеличение концентрации почвенного раствора и быстрое его подкисление при внесении физиологически
кислых удобрений. Песчаные и супесчаные почвы имеют низкую
влагоемкость, из-за чего даже в гумидном климате, в жаркое время
года растения испытывают дефицит влаги. Они легко подвергаются
эрозии и дефляции.
Обработка тяжелосуглинистых и глинистых почв требует гораздо больше энергетических затрат по сравнению с песчаными
и супесчаными почвами, поэтому они называются тяжелыми. Такие
почвы характеризуются замедленной фильтрацией и высокой влагоемкостью, что в гумидных условиях ведет к переувлажнению и развитию оглеения. Обладая высокой теплоемкостью, тяжелые почвы
плохо проводят тепло, в связи с чем медленно оттаивают и прогреваются весной, позднее наступает их физическая спелость.
Тяжелые почвы обладают высокой поглотительной способностью и буферностью, они всегда более гумусированы и содержат
большие резервы питательных веществ. При высоком содержании
гумуса они хорошо оструктурены, имеют благоприятные агрофизические свойства, водный и воздушный режимы, устойчивы к эрозии.
В зональном аспекте оценка гранулометрического состава во
многом зависит от экологических условий территории.
Среди подзолистых почв северной и средней тайги наиболее
предпочтительны легкосуглинистые разновидности. В переувлажненных и холодных районах довольно близки к ним супесчаные почвы. Такой гранулометрический состав обеспечивает более благоприятный тепловой режим, а высокая водопроницаемость этих почв
обеспечивает удаление избытка влаги из корнеобитаемого слоя. На
юге таежно-лесной зоны, где формируются дерново-подзолистые
почвы в связи с некоторым увеличением суммы активных температур и уменьшением количества выпадающих осадков, наиболее благоприятны среднесуглинистые почвы.
24
В лесостепной, степной и сухостепной зонах усиливается засушливость климата, и главным фактором, ограничивающим нормальное развитие сельскохозяйственных культур, является дефицит влаги, поэтому здесь преимущество получают почвы, обладающие высокой влагоемкостью. Среди серых лесных – тяжелосуглинистые, а среди черноземов – тяжелосуглинистые и глинистые, хорошо оструктуренные почвы, среди каштановых – тяжело- и среднесуглинистые.
Название разновидности почвы по гранулометрическому составу дается после определения его для пахотного слоя почвы
(0–25 см), а также для нижнего горизонта, если его гранулометрический состав резко отличается от верхнего горизонта. Например,
чернозем типичный среднесуглинистый, или дерново-луговая тяжелосуглинистая почва на песчаных отложениях. Подразделение почв
по гранулометрическому составу может быть и более дробным, если
хотят отразить соотношение различных фракций: песка (> 0,05 мм),
пыли (0,05–0,001 мм), ила (< 0,01 мм). Например, чернозем легкоглинистый пылевато-иловатый, если в составе глинистых частиц
преобладает фракция ила, а на втором месте – пыль.
Определение гранулометрического состава может быть предварительно произведено полевым (органолептическим) методом.
Используют два метода определения механического состава почв:
сухой и «мокрый».
Пример решения задания
Гранулометрический состав дерново-подзолистой почвы
Содержание фракций, %
1
2
Глубина,
см
1–0,25
0–20 45,6 12,5 15,4 6,6 8,2 11,7 26,5
20–40 49,1 10,2 13,2 6,6 7,0 13,9 27,5
0,25–0,05
25
0,05–0,01
0,01–0,005
0,005–0,001
Горизонт
А
А
< 0,001
< 0,01
Основное наименование почвы или горизонта по гранулометрическому составу дается, исходя из процентного содержания физической глины, т.е. суммы частиц менее 0,01 мм (см. табл. 4).
Таблица 4 – Классификация почв по гранулометрическому составу
Содержание
физической глины, %
(сумма частиц менее 0,01 мм)
Название почвы по гранулометрическому
составу (основное наименование
разновидности)
Песчаные почвы (легкие):
0–5 Рыхлопесчаная
5–10 Связнопесчаная
10–20 Супесчаная
Суглинистые почвы:
20–30 Легкосуглинистая
30–40 Среднесуглинистая
40–50 Тяжелосуглинистая
Глинистые почвы (тяжелые):
50–65 Легкоглинистая
65–80 Среднеглинистая
80–100 Тяжелоглинистая
В предлагаемом примере сумма частиц менее 0,01 мм равна:
6,6 + 8,2 + 11,7 = 26,5 %. Основное название разновидности
(гранулометрический состав почвы) – легкий суглинок (легкосуглинистая). Дополнительное название разновидности – иловатопесчаная (рис. 4).
Дерново-подзолистая почва
0
20
40
60
80
Глубина почвы, см
100
Рис. 4. График распределения механических элементов
по профилю дерново-подзолистой почвы
0 20 40 60 80 100 %
А
Камни
Песок
Пыль
Е
B
t
C
Ил
26
Контрольные задания
На основе экспериментальных данных определите основное
и дополнительное название горизонтов почвы по гранулометрическому составу; постройте график распределения физической глины
и илистой фракции (рис. 4), а также определите тип распределения
илистой фракции по профилю почвы.
Вариант 1
Гранулометрический состав лугово-черноземной почвы
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
Горизонт
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
А 0–10 0,5 15,5 47,1 6,9 8,9 21,1
А 10–40 0,2 12,5 31,1 10,3 9,9 19,1
В 50–70 0,5 39,1 2,4 14,1 12,4 23,7
В 107–119 0,8 47,2 26,1 3,2 5,2 9,2
С 120–137 1,9 49,1 13,1 4,3 11,0 13,1
Вариант 2
Гранулометрический состав чернозема выщелоченного
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
пах
к
к
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
0–16 15,8 11,8 20,0 19,7 15,5 17,2
65–70 7,0 14,7 37,8 7,0 7,1 26,4
185–190 4,3 32,9 14,7 8,0 5,8 34,3
Горизонт
А
А 20–25 19,1 16,2 24,5 10,9 10,7 18,6
В 50–55 10,7 10,8 34,9 9,0 11,8 22,9
В
С
0,005–0,001
< 0,001
< 0,001
0,005–0,001
27
Вариант 3
Гранулометрический состав чернозема выщелоченного
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
Горизонт
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
0,005–0,001
А 0–15 2,9 34,5 9,4 9,0 8,1 31,2
АВ 20–30 2,3 32,2 11,8 5,9 10,6 33,4
В 30–40 0,6 22,9 18,8 9,2 8,4 35,6
В 40–60 1,4 20,5 25,0 5,0 8,4 34,8
ВС
С
к
к
70–80 0,3 17,3 26,6 7,4 6,6 32,7
100–110 1,3 20,6 22,7 6,5 4,7 32,7
Вариант 4
Гранулометрический состав чернозема выщелоченного
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
пах
к
к
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
0–18 2,9 8,6 20,9 6,6 16,3 44,7
75–80 2,3 8,6 26,2 7,2 12,2 43,5
145–150 2,2 10,3 21,7 10,9 17,2 37,7
0,005–0,001
Горизонт
А
А 25–30 17, 4,8 25,2 11,7 15,2 41,2
В 50–55 1,5 7,2 25,2 9,8 18,4 37,9
В
С
< 0,001
< 0,001
Вариант 5
Гранулометрический состав чернозема обыкновенного
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
пах
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
0–10 2,4 8,8 36,5 11,0 19,7 21,6
28
Горизонт
1 2 3 4 5 6 7 8
А
0,005–0,001
< 0,001
1 2 3 4 5 6 7 8
А 20–25 2,3 8,9 34,8 8,1 17,8 28,1
В
к
В
к
С
к
30–35 2,2 9,1 33,9 7,4 20,2 30,7
60–65 1,3 11,6 33,1 6,7 14,4 28,5
170–175 1,4 10,9 31,9 10,3 20,6 24,5
Вариант 6
Гранулометрический состав светло-серой лесной почвы
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
Горизонт
А
А
1А2
Глубина взятия
1
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
0,005–0,001
0–10 7,1 20,5 40,7 9,9 11,1 11,2
10–25 4,7 20,4 43,9 7,3 8,2 15,4
В 25–40 4,5 18,9 35,2 6,1 11,6 24,5
В 45–55 2,8 19,1 36,6 5,5 6,3 33,9
ВС 60–90 2,3 12,6 33,4 5,4 6,2 37,7
С 90–100 2,2 15,3 40,5 6,7 7,9 26,1
Вариант 7
Гранулометрический состав чернозема южного
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
Горизонт
А 0–12 22,1 41,6 7,6 12,4 2,8 10,6
А 13–25 13,9 41,6 8,5 1,5 2,9 30,3
В
В
ВС
Глубина взятия
к
к
с
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
0,005–0,001
35–45 40,8 38,7 3,8 0,8 1,7 5,0
60–70 34,4 40,8 4,1 1,0 2,4 5,9
80–90 34,2 38,6 3,6 1,2 1,8 15,4
< 0,001
< 0,001
29
Вариант 8
Гранулометрический состав дерново-подзолистой почвы
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
Горизонт
А
А
1А2
А
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0,5–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
1
0–18 3,3 3,4 15,8 29,0 17,8 12,3 18,0
20–25 3,9 2,8 14,6 10,5 20,6 9,7 7,6
В 27–31 2,2 3,2 13,4 34,0 20,3 11,6 14,5
2
В 36–52 1,5 2,6 13,5 36,3 13,1 11,5 21,2
В 59–76 1,8 1,7 14,8 33,8 11,0 13,2 23,4
С 130–140 1,6 1,9 14,0 34,9 10,3 12,6 24,3
Вариант 9
Гранулометрический состав серой лесной почвы
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
Горизонт
А
А
1А2
А
В 35–45 8,5 67,3 2,4 7,3 4,9 9,7
В 45–59 10,5 44,7 7,2 10,5 8,7 18,4
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0
0–12 12,8 61,3 1,4 9,4 0,7 14,5
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
12–19 6,6 65,4 2,8 6,1 10,4 8,7
В 19–28 12,0 56,9 8,9 5,9 2,2 14,1
2
< 0,001
0,005–0,001
< 0,001
0,005–0,001
Вариант 10
Гранулометрический состав чернозема выщелоченного
Содержание фракций, % (размер частиц, мм)
пах
Глубина взятия
образца, см
1–0,25
0,25–0,05
0,05–0,01
0,01–0,005
0–24 1,1 13,5 35,7 16,8 18,7 14,2
30
Горизонт
1 2 3 4 5 6 7 8
А
0,005–0,001
< 0,001
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]