Физика твердой части почвы Элементарные почвенные частицы

Физика твердой части почвы.

Элементарные почвенные частицы (ЭПЧ)

Элементарные почвенные частицы (ЭПЧ) это обособленные обломки горных пород и минералов, а также аморфные соединения (органические и органоминеральные), все элементы которых находятся в химической взаимосвязи и не поддаются общепринятым методам пептизации, применяемым при подготовке почвы к гранулометрическому анализу. В минеральных почвах > 90 % ЭПЧ представлено компонентами неорганической природы. Остальная часть приходится на органическое вещество и органо минеральные соединения. Происхождение ЭПЧ: 1. Выветривание горных пород (физическое, химическое, биологическое); 2. Развитие почвообразовательных процессов; 3. Взаимодействие продуктов выветривания с продуктами почвообразования.

Основные физические свойства механических фракций Размер фракций, мм Максималь ная молекуляр ная влагоемкость % Высота поднятия капилляр ного столба воды, см Коэффициент фильтрации, см/сек Набухание, % 3 2 2. 0 1. 5 1. 0 0. 5 0. 25 0. 10 0. 05 0. 01 0. 005 0. 001 <0. 001 0. 2 0. 7 0. 8 0. 9 1. 0 1. 1 2. 2 3. 1 15. 9 31. 0 0 1. 5 3. 0 4. 5 8. 7 20 27 50 91 200 0. 5 0. 2 0. 12 0. 072 0. 056 0. 030 0. 005 0. 0004 0 5 6 16 105 160 405 Пластичность Верхний предел Нижний предел Не пластична » » » » 40 48 87 28 30 34

Классификации механических элементов почвы по их крупности (по Н. А. Качинскому, 1965) Эффектив ный диаметр ЭПЧ, в мм Е. Шене, 1867 г. Лоренц, 1881 г. Ос борн 1886 г. В. В. Докучаев, 1886 г. 10 - 7 Скелет К р у п н о з е м Камни и хрящ 7 -5 5 -3 3 -2 2 -1 1 - 0. 6 П е с о к круп ный сред ний 0. 5 - 0. 25 - 0. 05 - 0. 01 мел кий П е с о к круп ный < 0. 001 Камни и галька Камни Хрящ и гравий Пыль круп ный сред ний мелкий круп ный П е с о к круп ный Песок круп ный сред ний мелкий крупная Ил Пыль Глина Пыль и глина Глина Хрящ и галька сред ний П е с о к средний Песок круп ный Пыль 0. 01 - 0. 005 0. 001 А. Н. Сабанин 1903 г. мелкий П е с о к сред ний тон кий Хрящ В. Р. Вильямс 1893 г. Камни и галька >10 А. А. Фадеев, 1889 г. круп ная грубый Ил или глина Ил средняя сред ний мелкая тонкий Ил Ил

Классификация механических элементов Н. А. Качинского (1961) Диаметр ЭПЧ, мм Группы ЭПЧ Каменистая часть почвы > 3 Скелет (хрящ) Гравий 3 1 Песок: крупный 1 0. 5 средний 0. 5 0. 25 мелкий 0. 25 0. 05 Пыль: крупная 0. 05 0. 01 средняя 0. 01 0. 005 мелкая 0. 005 0. 001 Ил: грубый 0. 001 0. 0005 тонкий 0. 0005 0. 0001 Коллоиды < 0. 0001 Наименование ЭПЧ Мелкозе м Физический песок > 0. 01 мм Физическая глина < 0. 01 м

Международная классификация механических элементов почвы (1927; цит. по Почвоведение, 1988) Группы механических элементов Название фракций механических элементов Размер, мм Камни, булыжник > 20 Гравий: грубый 20 6 тонкий 6 2 грубый 2 0. 6 тонкий 0. 6 0. 2 очень тонкий 0. 2 0. 06 песчаная 0. 06 0. 02 средняя 0. 02 0. 006 тонкая 0. 006 0. 002 Глина < 0. 002 Коллоиды < 0. 0002 Песок Пыль

Сравнительный анализ физических свойств ЭПЧ Аттерберг Н. А. Качинский 1. Верхний предел коагуляции ЭПЧ в слабых солевых растворах соответствует крупности частиц: 0. 02 мм 0. 005 0. 001 мм 2. Глинистые свойства обнаруживаются во фракциях: < 0. 02 мм < 0. 01 мм 3. Резко выраженная пластичность проявляется во фракциях: < 0. 002 мм < 0. 001 мм

Современные зарубежные классификации механических элементов почвы Эффективный диаметр ЭПЧ, мм Почвенное бю ро Великобри тании* Почвенное бюро США* Эффективный диаметр ЭПЧ, мм >2 Гравий >6 Аттерберг, 1912* Гравий Министерство сельского хозяйства Великобритании** грубый 6 -2 2 -1 Мелкий гравий 1 - 0. 5 0. 20 – 0. 05 мелкий 2 - 0. 6 круглый 0. 6 - 0. 2 средний круп ный 0. 5 - 0. 25 – 0. 20 Мелкий гравий П е с о к крупный сред ний средний 0. 2 - 0. 06 мелкий 0. 06 - 0. 02 песчаная пыль очень мелкий 0. 02 -0. 006 Schluf мелкий Песок очень мелкий Пыль 0. 002 - 0. 0006 Пыль 0. 0006 - 0. 0002 0. 01 - 0. 005 Тонкая пыль < 0. 005 Глина • грубый Песок Пыль 0. 006 -0. 002 0. 05 – 0. 01 Камни < 0. 0002 тонкий Пыль Schlick Глина, ил коллоид ный Коллоиды грубый коллоидный ил тонкий коллоидный ил Глина * Данные приводятся по Н. А Качинскому (1965); ** Данные приводятся по Д. Роуэлл (1998). Глина

Гранулометрический состав почв.

Гранулометрический состав почв (ГМС) – это процентное содержание элементарных почвенных частиц, составляющих почвенную массу. Гранулометрический состав влияет на: 1. Химические свойства (содержание гумуса, тип гумуса, соотношение р. Н, окислительно восстановительный потенциал среды, валовой химический состав, и др. ); 2. физико химические свойства (буфферность, поглотительная способность, адсорбционная способность, состав обменных катионов); 3. физические свойства (плотность, пористость, влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, структура, воздушный и тепловой режимы и др. ); 4. технологические особенности почвы (твердость, липкость, набухание, усадка, крошение пласта при вспашке и др. ). Таким образом, гранулометрический состав является одной из важнейших характеристик, в целом определяющих скорость и характер почвообразования, а также возраст выветривания и почвообразования.

Методы изучения гранулометрического состава почв. Определение содержания фракций ЭПЧ и микроагрегатного состава называют соответственно гранулометрическим и микроагрегатным анализами. Эти анализы состоят из двух этапов: 1. подготовки почвы к анализу; 2. определение фракционного состава (количественный учет). ЭПЧ и микроагрегатов Известные в настоящее время способы подготовки почв к гранулометрическому анализу можно разделить на 3 группы: • физические (или механические); • химические; • физико химические.

Различные способы подготовки почвы к гранулометрическому анализу. СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ К ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ Механические Химические 1. Растирание образца сухого и/или в состоянии густой пасты (пестиком каучуковым или рукой. 1. Разрушение органических и органо минеральных цементов – прокаливание, обработка 6 10 % H 2 O 2. Взбалтывание. 2. Разрушение карбонатных цементов – обработка HCl. 3. Кипячение (горячее, "холодное"). 4. Обработка ультразвуком. 3. Разрушение железосодержащих цементов – дитионит цитрат натрия. Физико-химические 1. Пептизация за счет использования соединений Na (Na. OH, Na 2 C 2 O 4, Na 4 H 2 O 7, Na 2 P 6 O 18, Na 2 CO 3 и др. ), а также КОН, NH 4 OH.

Методы количественного определения фракционного состава механических элементов и микроагрегатов почв и грунтов. Всю совокупность известных на сегодняшний момент времени методов можно разделить на следующие группы: 1) 2) 3) 4) 5) грубоэмпирические полевые (визуальный, "сухой" и "мокрый"); ситовой анализ; анализ почвы (микроаг регатный в струе воздуха; ) ГМА почвы в жидкостях: преимущественно в воде. Анализ в водной среде имеет 2 варианта: 6) а) анализ в текучей воде; 7) б) анализ в стоячей воде. 8) Все виды анализа в водной среде, за исключением метода центрифугирования, основаны на учете различных скоростей падения ЭПЧ. Метод центрифугирования основан на различной центробежной силе механических элементов, которая зависит от их размера и массы.

Классификация методов изучения гранулометрического состава почв и грунтов. ↓ ↓ Грубоэмперические методы (морфология почв) В И З У А Л Ь Н Ы Й Мок рый (мет од шну ра) Сухой (расти рание сухого образ ца поч вы) МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ ↓ Ситовые методы Сито вой ана лиз пес ка, пес ча ных и су пес ча ных почв и грун тов Сито вой анализ каме нистой и граве листой части почв и грун тов ↓ Методы отвеивания (в струе воздуха) метод Кашмена Декан тации (мето ды Фадеев а Ви льям са, Саба нина, Фила това) Отму чива ния (мето ды Небе ля, Шёне, Копец кого) Метод лазерной дифракции Методы, основанные на различных принципах распределения частиц в жидкостях Пипет ки (мето ды Качинс кого, Робин сона, ГОСТ 12536 79) Непре рывно го грану Ломет ричес кого анали за (непре рыв ных кри вых) А р е о м е т р и ч е с к и е Ц е н т р и ф у г и р о в а н и я Метод для порош ковых сред (для сухих образ цов) Метод для суспензий

Аппарат Кашмена для фракционирования механических элементов в струе воздуха. Подача воздуха из компрессора Аппарат состоит из 5 сосудов в форме усеченного конуса, соединенных стеклянными трубками: 1 й сосуд емкостью 13. 5 л; 2 ой сосуд 9. 0 л; 3 5 й сосуды по 4. 5 л. Сосуд № 1 соединен с воздуходувной машиной, № 5 с вакуумом. Навеска почвы не > 1 кг предварительно высушивается (при t=105° С), пропускается через сито и помещается на дно сосуда № 1. Затем включаются воздуходувная машина и вакуумная установка. Ток воздуха должен быть равномерным и таким, чтобы обеспечить распыление почвенной пробы в виде облачка. Тяжелые ЭПЧ падают вниз, а более мелкие и соответственно легкие увлекаются воздухом в сосу ды № 2 5.

Скорости падения механических элементов почвы в воде, в мм/сек. Скорости падения частиц, мм/сек Диаметр частиц, мм 0. 05 0. 01 0. 005 0. 001 В. Р. Вильямс Е. Шёне Стокс, при t=15º С 0. 33 0. 0046 0. 0012 2. 077 0. 165 0. 056 0. 0044 2. 029 0. 081 0. 020 0. 00081

ИНТРЕВАЛЫ ВРЕМЕНИ ВЗЯТИЯ ПРОБ СУСПЕНЗИИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) И МИКРОАГРЕГАТНОГО СОСТАВА ПИПЕТОЧНЫМ МЕТОДОМ (фрагмент таблицы, ГОСТ 12536 79) Диаметр Плотн Глуби частиц, ость на мм твердо взятия й фазы проб, почв см (ЭПЧ), г/см 3 Менее 0, 05 0, 01 0, 005 0, 002 0, 001 2, 40 25 10 10 7 7 Интервалы времени взятия проб суспензии в зависимости от температуры 10°С 12, 5°С 15°С 2 мин 51 с 2 мин 39 с 2 мин 29 с 28 мин 25 с 25 мин 31 с 24 мин 51 с 1 ч 53 мин 1 ч 46 мин 1 ч 39 мин 41 с 05 с 27 с 8 ч 17 мин 7 ч 44 мин 7 ч 15 мин 18 с 04 с 00 с 33 ч 09 мин 30 ч 56 мин 29 ч 00 мин 12 с 16 с 00 с

Аппарат М. М. Филатова Опуская цилиндр на определенную глубину со скоростью 1 2 мм/сек, закрывают отверстие и таким образом изолируют ЭПЧ различного размера друг от дру га. С помощью этого прибора достигается точность разделения частиц > 0. 01 мм от < 0. 01 мм.

Аппарат Вольфа (Небеля) для гранулометрического анализа почв методом отмучивания в текучей воде (Качинский, 1965). Четыре грушевидных сосуда соединялись последовательно трубками. Суммарная емкость 4 л. Отношение объемов 1: 2: 3: 4= 1: 8: 27: 64. Почва (30 г) кипятится несколько часов, пропускается сквозь сито 3 мм. Мутная суспензия сливается в сосуд 2, осадок на сита переносят в сосуд 1. Сосуды 3 и 4 наполняют водой. Затем из сосуда А пропускают ток воды, причем 9 л воды должны вытечь наружу за 40 мин. Результаты анализа: 1 хрящевой песок, 2 песок грубый, 3 песок мелкий, 4 песок глинистый, в стакан отмучивается глина.

Аппарат Шёне для гранулометрического анализа в текучей воде (Качинский, 1965). Прибор Шене состоит из: 1) конического сосуда воронки, нижний конец которой загнут в вертикальную трубку; 2) пьезометра барометрической трубки, изогнутой дважды под углом 45°. 3) В нижнем колене пьезометра отверстие А. Вода подается через вертикальную трубку снизу.

Аппарат Конецкого для гранулометрического анализа в текучей воде. Аппарат Конецкого состоит из 3 воронок с диаметрами 30, 56 и 178 мм. Почва разделяется на 4 фракции ЭПЧ: в воронке 1 песок (0. 25 0. 1 мм); в воронке 2 пылеватый песок (0. 1 0. 05 мм); в воронке 3 пыль (0. 05 0. 01 мм); в при емнике наиболее тонкие фракции (< 0. 01 мм).

Аппарат Вигнера для гранулометрического анализа почв и грунтов. Cедиментометр прибор, состоящий из 2 х сообщающихся через кран стеклянных трубок: широкой и узкой. Узкая трубка (В) припаяна к широкой (А), имеющей продолжение (С), на 1/3 ее высоты. При закрытом кране (Н) наливают: в широкую трубку суспензию, в узкую – дистиллированную воду до одного и того же уровня.

Ареометр для определения гранулометрического состава почв и грунтов. Ареометр состоит из: 1 - стержень; 2 – луковица ареометра.

Классификация почв по механическому составу (Сибирцев, 1901; цит. по Качинскому, 1965) Механические виды почв 1. Глинистые почвы тяжелые средние 2. Суглинистые тяжелые средние легкие 3. Супесчаные - тяжелые средние легкие 4. Песчаные (глинистые пески) Содержание "физического песка", % Содержание "физической глины", % Отношен ие ФГ: ФП 50 67 50 33 1: 1 1: 2 75 80 84 25 20 16 1: 3 1: 4 1: 5 86 88 89 91 92 и более 14 12 11 9 8 и менее 1: 6 1: 7 1: 8 1: 10 1: 11 и более

Классификация почв по гранулометрическому составу (Н. А. Качинский, 1965) Содержание физической глины (частиц < 0. 01 мм). % Почвы подзолистого типа почвообразов ания 0 – 5 5 – 10 10 – 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50 50 – 65 65 – 80 >80 Почвы Солонцы и степного типа Солонцеватые почвообразов почвы ания 0 – 5 5 – 10 10 – 20 20 30 30 – 45 45 – 60 60 – 75 75 – 85 >85 0 – 5 5 – 10 10 – 15 15 – 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50 50 – 65 >65 Классификац ия почв по гранулометри ческому составу Песок рыхлый Песок связный Супесь Суглинок легкий Суглинок средний Суглинок тяжелый Глина легкая Глина средняя

Классификация почв по гранулометрическому составу дополнительная шкала (Н. А. Качинский, 1965; Воронин, 1986) Класс почвы по гранулометрическому составу Разновидность почв по гранулометрическому составу Глины тяжелые иловато пылеватые пылевато иловатые Глины средние и легкие иловато пылеватые пылевато иловатые крупнопылевато иловатые иловато крупнопылеватые Суглинки тяжелые и средние пылевато иловатые иловато пылеватые крупнопылевато иловатые иловато крупнопылеватые крупно пылеватые песчано иловатые песчано пылеватые иловато песчаные Суглинки легкие Крупно пылеватые иловато песчаные пылевато песчаные гравелисто песчанные

Продолжение Супеси крупно пылеватые иловато песчаные пылевато песчаные гравелисто песчанные Пески связные мелкозернистые крупно пылеватые мелкозернистые иловато песчаные среднезернистые гравелистые Пески рыхлые мелкозернистые среднезернистые крупнозернистые мелкозернистые гравелистые среднезернистые гравелистые крупнозернистые гравелистые

Классификация почв по степени каменистости (Качинский, 1965) ЭПЧ >3 мм, % Степень каменистости Тип каменистости < 0, 5 – 5, 0 5 – 10 >10 почва не каменистая слабокаменистая среднекаменистая сильнокаменистая устанавливаются по характеру скелетной части могут быть валунные, галечниковые, щебнистые

Б) Министерство сельского хозяйства Великобритании

Плотность твердой фазы.

Плотность твердой фазы почв – отношение массы твердой фазы почвы к единице ее объема: s = ms/vs, где s – плотность твердой фазы почвы, в г/см 3; ms – масса твердой фазы, в г; vs – объем твердой фазы, в см 3. Данный параметр используется для : Ø Характеристики минералогического и химического составов почв; Ø Оценки соотношения между минеральной и органической частями почвы, как в отдельном генетическом горизонте, так и по всему профилю; Ø Расчета скорости осаждения частиц в жидкости при выполнении гранулометрического анализа; Ø Расчета общей и дифференциальной пористости почвы.

Для определения плотности твердой фазы использовались следующие методы 1. 2. Метод определения плотности твердой фазы незасоленных почв Метод определения плотности твердой фазы засоленных почв Выбор жидкости, используемой в качестве иммерсионной, будет определяться не только степенью засоления, но другими свойствами почв: Ш Ш Ш минералогическим составом почв; химическим составом почв; гранулометрическим составом (особенно содержанием илистых и/или коллоидных частиц); Ш содержанием органического вещества и его составом. Мы считаем, что в данном случае меняется не только название методов, но расширяется возможная область их применения, определяемая целью и задачами исследования. При выполнении анализа выделяют два этапа: Ш подготовку почвы к анализу; Ш количественное определение величины плотности с использованием полярной или неполярной жидкости.

Плотность некоторых компонентов твердой части почвообразующих пород (по Приклонскому, 1955; Ковде, 1973) Вещество Плотность, г/см 3 Органическое вещество (сухое неразложившееся) 0. 20 – 0. 50 Каолинит 2. 60 – 2. 63 Торф (гипновый, сфагновый, 20 -30 % разложение) 0. 50 – 0. 80 Лимонит 3. 60 – 4. 00 Торф сильно разложившийся 1. 00 – 1. 20 Магнезит 3. 00 – 3. 12 Гумус 1. 30 – 1. 40 Магнетит 5. 16 – 5. 18 Аллофан 1. 85 – 1. 89 Микроклин 2. 54 – 2. 57 Альбит 2. 60 – 2. 62 Монтмориллонит 2. 00 – 2. 20 Ангидрит 2. 89 – 2. 99 Мусковит 2. 76 – 3. 00 Анортит 2. 75 – 2. 76 Оливин 3. 27 – 3. 37 Биотит 2. 70 – 3. 10 Ортоклаз 2. 50 – 2. 60 Галлуазит 2. 00 – 2. 20 Пирит 4. 95 – 5. 10 Гипс 2. 30 – 2. 33 Пироксены (авгиты) 3. 20 – 3. 60 Глауконит 2. 20 – 2. 84 Роговые обманки 3. 00 – 3. 30 Доломит 2. 80 – 2. 90 Сидерит 3. 83 – 3. 88 Кальцит 2. 70 – 3. 72 Слюды 2. 80 – 3. 20 Кварц 2. 65 – 2. 67 Халцедон 2. 59 – 2. 64

Плотность твердой фазы некоторых пород (по Приклонскому, 1955) Наименование породы Плотност ь, г/см 3 Торф гипновый и сфагновый, 20 -30 % разложение 0. 50 – 0. 70 Песок ледниково-речной (г. Мытищи, Московская область) 2. 66 Лесс (г. Запорожье, Украина) 2. 68 Малеттовая глина третичного возраста (район Волго-Донского канала) 2. 73 Верхнемеловой (кварцево-глауконитовый) глинистый песчаник кампанского яруса (р. Дон, хут. Кумовский) 2. 59 Верхнекаменноугольная глина (Фили, г. Москва) 2. 78 Верхнеюрская глина (г. Москва, Ленинградское шоссе) 2. 92

Плотность твердой фазы почв различного генетического типа (по Качинскому, 1965) Дерново подзолистая тяжелосуглинистая (Московская обл. ) горизонты, глубина, см Плот ность, г/см 3 Серая лесная глинистая (Рязанская обл. ) горизонты, глубина, см Плот ность, г/см 3 Чернозем обыкновенный глинистый (Куйбышевская обл. ) горизонты, глубина, см Плот ность, г/см 3 Каштановая солонцеватая глинистая (Ростовская обл. ) горизонты, глубина, см Плот ность, г/см 3 Ап 0 18 2. 60 Ап 0 20 2. 60 Ап 0 19 2. 42 Ап 0 22 2. 58 А 2 18 30 2. 68 А 2 20 36 2. 66 А 1 19 38 2. 52 В 1 22 42 2. 65 В 1 30 55 2. 70 В 1 36 68 2. 69 В 1 38 62 2. 60 В 2 42 58 2. 65 В 2 55 85 2. 72 В 2 68 90 2. 71 В 2 62 79 2. 69 С 1 58 98 2. 72 В 3 85 150 2. 70 С 1 90 150 2. 70 С 1 79 126 2. 71 С 2 98 167 2. 75 В 4 150 200 2. 70 С 2 126 200 2. 74 С 3 167 200 2. 70

Отечественная и зарубежная система терминов, принятая для обозначения твердой части почв и отдельных ее компонентов Россия США, Канада, Великобритания твердая фаза почвы solid phase of soil твердые частицы solid particles механические элементы (частицы) mechanical particles почвенные частицы, частицы почвы soil particles первичные частицы primary particles зерно grain гранулометрические фракции частиц separates

Сравнительный анализ различных способов подготовки почвенных образцов к анализу плотности твердой фазы Название операции 1. Используют образцы: -воздушно сухие 2. Удаляют: включения (частично) новообразования не указано 3. Используют пестик: фарфоровый агатовый резиновый металлический не указано 4. Просеивание через сито: 1 мм 2 мм 3 мм 0. 25 мм 5. Растирание и просеивание остатка на сите Методики Методическое пособие…, 1968*; Ломтадзе, 1972*; Вадюнина, Корчагина, 1973; ГОСТ 5180 84*; Практикум по почвоведению, 1986. Домрачева, 1939; Методы…, 1963; Вадюнина, Корчагина, 1973. Домрачева, 1939. Ревут, 1964; Чаповский, 1966*; Методическое пособие…, 1968*; Ломтадзе, 1972*; Безрук; 1977*; ГОСТ 5180 84*; Практикум по почвоведению, 1986. Методическое пособие…, 1968*; ГОСТ 5180 84*. Методическое пособие…, 1968*. Домрачева, 1939; ГОСТ 5181 64*; Чаповский, 1966*. Методическое пособие…, 1968*. Ревут, 1964; Ломтадзе, 1972*; Методы…, 1963; Вадюнина, Корчагина, 1973; Безрук; 1977*; Практикум по почвоведению, 1986. Домрачева, 1939; Астапов, 1947; Методы…, 1963; Ревут, 1964; Практикум по почвоведению, 1986; Вадюнина, Корчагина, 1973. Чаповский, 1966*; Ломтадзе, 1972*; Безрук; 1977*; ГОСТ 5180 84*. Домрачева, 1930; Никольский, 1956. Методическое пособие…, 1968*. Домрачева, 1939; Чаповский, 1966*; Ломтадзе, 1972*; Вадюнина, Корчагина, 1973; ГОСТ 5180 84*. Примечание: * отмечены методики, принятые в грунтоведении и инженерной геологии

Плотность почвы (или плотность сложения)

Плотность сложения одна из важнейших физических характеристик, по величине которой судят о водном, воздушном и тепловом режимах почвы; позволяет широкий спектр практических вопросов: необходима для расчета пористости, массы почвенных слоев, запасов влаги, элементов питания и гумуса, для расчета доз внесения удобрений, норм полива при орошении и др. Под плотностью почвы (или плотностью сложения) понимают отношение массы сухой почвы ненарушенного сложения к единице ее объема: b = mb/vb, где b – плотность почвы, в г/см 3; mb – масса почвы ненарушенного сложения, в г; vb – объем почвы ненарушенного сложения с массой mb, в см 3.

СТРУКТУРА ПОЧВЫ

Структурой называют совокупность агрегатов различной величины, формы, пористости, механической прочности и водопрочности, характерная для каждой почвы и ее горизонтов (Качинский, 1965). Или, структурой называют совокупность агрегатов, на которые распадается почва естественным образом. Структурная отдельность (или агрегат) - совокупность ЭПЧ, сцементированных между собой. Элементарные почвенные частицы, взаимодействуя между собой, образуют агрегаты: микро- и макроагрегаты (или педы). Микроагрегатами по предложению К. К. Гедройца (1926) принято называть агрегаты размером < 0. 25 мм, макроагрегатами (или педами) - агрегаты размером > 0. 25 мм. Педы - это агрегаты естественного размера и формы. При этом генезис, форма, размер и строение агрегатов зависят от гранулометрического и микроагрегатного составов, а также связаны с особенностями почвообразования.

Схема образования микроагрегатов при коагуляции коллоидов: а исходные коллоидные частицы и ион диссоциировавших электролитов; b микроагрегаты первого порядка; с микроагрегаты второго порядка, d микроагрегаты третьего порядка; е микроагрегаты четвертого порядка).

Сравнительная характеристика классификаций почвенных агрегатов Признак для выделени я таксона Классификация С. А. Захарова (1927) Классификация USDA (1987) & Can. SIS (1976)[i] 1. Форма почвенны х агрегатов Тип почвенной структуры[ii]: кубовидный; призмовидный; плитовидный. Тип почвенной структуры (structure type): бесструктурный; блочный (или кубовидный); призмовидный; плитовидный. Род почвенной структуры: глыбистый, комковат ый, пылеватый, ореховатый, зернистый (5 родов); столбовидный, столб чатый, призматический (3 рода); плитчатый, чешуйчат ы(2 рода). Вид почвенной структуры (structure kind): раздельночастичный, аморфный (2 вида); глыбистый(угловато глыбистый); полуугловато глыбистый); зернистый (3 вида); призматический; столбчатый (2 вида); пластинчатый (1 вид).

Продолжение. 4. Степень выраженн ости и устойчиво сти почвенной структуры Степень выраженности почвенной структуры: бесстуктурные почвы; почвы с неясно выраженной структурой; почвы с хорошо выраженной структурой. Градации почвенной структуры (structure grades): слабая оструктуренность, плохо сформированные, неясные педы; умеренная оструктуренность, явные педы, но плохо различимые в ненарушенных почвах; хорошая оструктуренность, устойчивые педы, хорошо различимы в почвах с нарушенным сложением. Примечание. [1] USDA – Министерство сельского хозяйства США (Soil Glossary of SSSA, 1987). Can. SIS – Канадская почвенно-информационная система (Soil Glossary of Can SIS. Agri-Food Canada, 1976). [1] С. А. Захаров не выделял самостоятельный бесструктурный тип почвенной структуры, однако по степени выраженности различал почвы с ясно выраженной структурой, неясно выраженной

Определение водопрочности агрегатов в стоячей воде.

Прибор Фадеева-Вильямса для определения водопрочности почвенной структуры.

Пористость почвы.

Общая пористость почв показывает, какую долю в общем объеме почвы составляет объем пор. Выражается в процентах. В зарубежной литературе помимо процентов, общая пористость часто выражается в см 3/см 3. Н. А. Качинский (1965) предложил следующую шкалу для оценки общей пористости почв (в %): • отличная (культурный Апах) – 65 55; • удовлетворительная (для Апах) – 55 50; • неудовлетворительная (для Апах) – < 50; • чрезмерно низкая (для Bt) – 40 25.

Пористость “идеальной” почвы при рыхлой укладке элементов (по типу куба – 1) и при плотной укладке (по типу додекаэдра – 2). Схема просматривается в профиль.

Классификация пор по размеру и функциям (по Роуэлу, 1998) Класс Размер, мкм Функция Трансмиссионные, или транзитные, или влагопроводящие, макропоры Дренаж после насыщения. Аэрация (движение О 2 и СО 2) почвы при полевой влагоемкости. Чтобы аэрация и дренаж были непрерывными, поры должны быть направлены вертикально. Распространение корней (для большинства пропашных культур требуются поры > 0. 2 мм). > 50 Поры хранения, или влагосберигающи е микропоры Сохранение воды, пригодной для 50 – 0. 2 потребления растениями Остаточные поры Удерживают воду так сильно, что она оказывается недоступной для растений. Эта вода обычно связана с илистыми частицами и контролирует механическую прочность почв. < 0. 2

Спасибо за внимание!