Гранулометрический состав почвы

Введение

Представления о почве, как о  самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились  лишь в конце XIX в., благодаря В. В. Докучаеву, — основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах  природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.

Почва – природное тело с вертикальным изменением свойств, поэтому его изучение проводят в  специально выкопанных ямах – почвенных  разрезах [5].

В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы сохранения качества жизни человека, немыслимо без определенного  осмысления современных экологических  проблем таких как: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда  флоры и фауны), сохранение чистоты  и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов  и т. д.), сохранение озонового слоя, и другие.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Актуальность. Знание гранулометрического состава важно при определении производственной ценности почвы, способов обработки, сроков полевых работ, нормы удобрений, размещения сельскохозяйственных культур и т.д. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различны химических элементов, а также энергии.

Почвенный покров выполняет функции  биологического поглотителя, разрушителя  и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет  разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под  влиянием антропогенной деятельности.

Целью курсовой работы является изучение гранулометрического состава почв заказника «Гнилое».

Задачи:

- получить представление о гранулометрическом составе почв, его классификации и методах лабораторного определения;

- развить навыки поиска и  анализа информации;

- освоить методику и определить состав в данном участке;

- выявить  особенности гранулометрического  состава.

Объектом исследования является Заказник «Гнилое» Вейделевского района. Предметом исследования: является гранулометрический состав почв заказника «Гнилое».

Существует много методов определения гранулометрического состава почв - от предельно простых полевых приемов на ощупь для отнесения почвы к глинистой, суглинистой, супесчаной или песчаной до сложных методов с использованием специальной аппаратуры. Также существуют метод седиментационного анализа, который отличается точностью определения, но и, вместе с тем, сложностью техники выполнения, длительностью и использованием специального оборудования (вариант Качинского), более простой метод Рутковского. Также можно определить гранулометрическй состав почв методом пипетки (вариант Н.А. Качинского с подготовкой почвы к анализу пирофосфатным методом по С.И. Долгову и А.И. Личмановой).

1. Влияние гранулометрического состава на свойства почвы и различных факторах гранулометрического состава.

Гранулометрическим  составов почв и грунтов называется относительное содержание в них частиц различной величины, в весовых процентах, при высушенной при температуре 105 градусов Цельсия почвы.

Механический (гранулометрический) состав оказывает влияние на ряд  важных свойств почвы: пористость, водопроницаемость, высоту капиллярного поднятия, величину поглотительной способности, водный, воздушный и тепловой режим почвы, усадку и набухание.

В производственном отношении  лучшими являются суглинистые почвы (легко и средне суглинистые).

Песчаные почвы бесструктурны, бедны органическим веществом и зольными элементами питания растений, но хорошо водопроницаемы и легко обрабатываются. Глинистые почвы, наоборот, плохо водопроницаемы, слабо аэрируются, с трудом обрабатываются, образуя глинистую корку, однако богаты зольными элементами.

Содержание почвенных  частиц разной величины определяется различными методами гранулометрического  анализа. В результате этого выделяются группы частиц определенного размера, так называемые гранулометрические фракции. При этом гранулометрические фракции отличаются минеральным  составом и некоторыми свойствами. Согласно Н.А. Качинскому (1957), выделяются следующие группы частиц:камни - более 3 мм;гравий - от 1 до 3 мм;песок - от 0,25 до 1 мм;пыль - от 0,001 до 0,25 мм;ил (глина) - менее 0,001 мм.

Почвы и грунты большей  частью по гранулометрическому составу  представляют собой смеси различных  частиц. По соотношению содержания частиц различной величины почвы  и грунты классифицируются на ряд  разновидностей. Наиболее крупные группы этих разновидностей - пески, супеси, суглинки и глины.

Фракции частиц различной  величины имеют различный минеральный  состав. В европейской части России частицы крупнее 10 мм состоят почти исключительно из обломков пород. Частицы величиной от 10 до 3 мм - обломки пород и отдельные породообразующие минералы. Частицы величиной от 3 до 0,25 мм - исключительно породообразующие минералы, причем с уменьшением размера частиц возрастает процентное содержание кварца. Частицы от 0,25 до 0,01 мм состоят почти полностью из чистого кварца. Частицы мельче 0,001 мм представляют преимущественно смесь глинистых минералов с незначительным количеством гидроксидов железа и некоторых других минеральных образований.

В почвоведении иногда используют термин "физическая глина", под  которым понимается сумма частиц менее 0,01 мм. Изучение минерального состава различных гранулометрических фракций почв и почвообразующих пород показывает, что объединение частиц величиной менее 0,01 мм в единую фракцию мало обосновано. Понятие "глина" должно отвечать фракции частиц величиной менее 0,001 мм. Некоторые исследователи относят к глине частицы менее 0,005 мм, что так же не совсем правильно.

Физические свойства гранулометрических фракций также существенно различаются  между собой. С уменьшением величины частиц возрастают гигроскопичность, высота капиллярного водоподъема, емкость  поглощения. Такие свойства, как  пластичность, липкость и набухание, в частицах крупнее 0,005 мм практически отсутствуют [15].

В природных условиях почвенные  частицы находятся не в разъединенном  состоянии, а собраны в агрегаты. Поэтому различают агрегатный анализ, в результате которого выявляют процентное содержание в почве агрегатов различной величины, и гранулометрический анализ, проводимый с полным разрушением агрегатов для установления процентного содержания почвенных частиц.

Существует много методов  определения гранулометрического  состава почв - от предельно простых  полевых приемов на ощупь для  отнесения почвы к глинистой, суглинистой, супесчаной или песчаной до сложных методов с использованием специальной аппаратуры [12].

Для разделения песчаных и  более крупных частиц используются сита с различной величиной отверстий. Для разделения пылеватых и илистых.

В природных экосистемах имеется  взаимосвязь:почва обеспечивает растения биогенами, растения обеспечивают почву детритом, почвенную экосистему — пищей, защищают почву от эрозии, сокращают потерю воды от испарения и не препятствуют инфильтрации. Взаимосвязь между почвой и растительностью — динамическое равновесие, а не стационарное состояние (меньше гумуса —> меньше растений —> меньше детрита —> меньше гумуса и т. д.).

Глава 2 Особенности  методики определения гранулометрического  состава почвы

Гранулометрический состав почвы – относительное содержание в почве частиц разного размера. Близкое по смыслу понятие «механический  состав» обозначает соотношение  в почве фракций «физической  глины» (частиц размером менее 0,01 мм) и  «физического песка» (частицы крупнее 0,01 мм). Количественно этот показатель определяют в лабораторных условиях. В полевых условиях используют «сухой»  и «мокрый»способ качественного определения гранулометрического состава. «Мокрый» способ еще называют «методом шнура». По гранулометрическому составу выделяют песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые почвы.

Песчаные почвы состоят  только из песчаных зерен с небольшой  примесью пылеватых и глинистых  частиц. Почва бесструктурная, не обладает связностью. Супесчаные почвы легко  растираются между пальцами. В  растертомсостоянииявно преобладают песчаные частицы, заметные даже на глаз. Во влажномсостоянииобразуются только зачатки шнура.

Суглинистые почвы при  растирании в сухом состоянии  дают тонкий порошок, вкотором прощупывается некоторое количество песчаных частиц. Во влажном состоянии раскатываются в шнур, который разламывается при сгибании в кольцо.Легкийсуглинок не дает кольца, а шнур растрескивается и дробится при раскатывании. Тяжелый суглинок дает кольцо с трещинами

Глинистые почвы в сухом  состоянии с большим трудом растираются  между пальцами, но в растертом  состоянии ощущается однородный тонкий порошок. Во влажномсостоянии эти почвы сильно мажутся, хорошо скатываются в длинный шнур, из которого можно сделать кольцо.

Структура почвы – важный диагностический показатель почвы  – совокупностьагрегатов (структурных отдельностей) различной величины, формы и качественногосостава и их взаимное расположение в почвенном профиле. В полевых условиях структура почвы определяется следующим образом. Небольшой образец почвы вырезают изсоответствующегогоризонта в передней стенке разреза и подбрасывают на ладони илилопате до тех пор, пока образец не распадется на структурные отдельности. Эти структурные элементы рассматривают, определяют степень их однородности, размер, форму,характер поверхности. Данные наблюдений фиксируют в полевом журнале. По форме структурных отдельностей выделяют три типа почвенной структуры (поС.А. Захарову, 1929):

Физические свойства почвы  определяются состоянием (составом, соотношением,взаимодействием и динамикой) четырех фаз вещества почвы: твердой, жидкой, газообразной и живой (почвенной биоты).

К физическим свойствам почвы  относятся гранулометрический состав, структура, водные, воздушные, тепловые, общие физические ифизико-механические свойства. Во многом эти свойства почвы являются ее вновь приобретенными, новыми, прогрессивными по сравнению со свойствами горных пород, изкоторых она образуется. Физические свойства почвы оказывают большое влияние наразвитие почвообразовательного процесса, плодородие почвы и условия обитания почвенной биоты.

Гранулометрический состав – важнейшая характеристика почвы. От него зависятпрактически все свойства и, в целом, плодородие. Почти все морфологические свойствапочвы определяются ее гранулометрическим составом, поэтому его изучение в поле илаборатории 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. Гранулометрический состав представляет собой соотношение в почве твердыхчастиц 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. Мелкозем образует основную массу почвы. Частицы крупнее 1 мм носят название скелета почвы. Его участие в почвообразованииневелико, 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.[12]

Фракции частиц различной  величины имеют различный минеральный  состав. Частицы крупнее 3 мм состоят  почти исключительно из обломков горных пород и отдельных породообразующих 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 некоторыхдругих минеральных образований. Физические свойства гранулометрических фракций также существенно различаются между собой. С уменьшением величины частиц возрастают гигроскопичность,высота капиллярного подъема воды, емкость поглощения. Наибольшее значение дляформирования важных агрофизических и агрохимических свойств почв имеет илистаяфракция (<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. По этой классификации все почвы подразделяются на категории в зависимости от содержания в них физической глины. Кроме того, в этой классификации учтены особенности гранулометрического состава почв с различным типом почвообразования.

Название разновидности  почвы по гранулометрическому составу  дается после определения его  для пахотного слоя почвы (0-25 см), а также для нижнего горизонта, еслиего гранулометрический состав резко отличается от верхнего горизонта. Например,чернозем типичный среднесуглинистый, или дерново-луговая тяжелосуглинистая почвана песчаных отложениях. Подразделение почв по гранулометрическому составу можетбыть 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 навтором месте – пыль. Определение гранулометрического состава может быть предварительно произведено полевым методом, но более точное определение производится в лабораторных условиях с использованием различных методов выделения фракций гранулометрическогосостава. Песчаные и более крупные частицы могут быть выделены с помощью наборасит с различной величиной отверстий (ситовой метод). Для разделения пылеватых и илистых (глинистых) частиц применяются различные варианты седиментационного анализа. К ним относятся так называемые «пипеточные» методы, в том числе и наиболее широко используемый метод Качинского. Общим принципом седиментационного анализа является использование закона Стокса, согласно которому скорость оседания(седиментации) частиц в воде пропорциональна их размеру и массе:V = K · R2.[15]