Лабораторна робота 6

Визначення ВОДОСТІЙКОСТІ СТРУКТУРИ ґрунтУ

під структурою ґрунту розуміють сукупність агрегатів, різних за величиною, формою, стійкістю і зв’язністю.

Ґрунтовий агрегат – це сукупність гранулометричних (механічних) елементів, з’єднаних між собою в результаті коагуляції колоїдів, склеювання, злипання.

Здатність ґрунту розпадатися на структурні агрегати називають структурністю ґрунту.

Розрізняють два поняття структури ґрунту: морфологічне і агрономічне.

В морфологічному розумінні доброю структурою буде чітко виражена структура: горіхувата, стовбчаста. призмовидна, пластинчаста та ін. Кожному генетично різному ґрунту притаманна своя, характерна структура. Її формування тісно пов’язано з ґрунтотворним процесом.

Агрономічна цінна являється тільки така структура, яка забезпечує родючість ґрунту. Оптимальні умови водного і повітряного режимів створюються в ґрунтах з дрібногрудочкуватою і зернистою структурою.

Структуру ґрунту за розмірами агрегатів розділяють на:

· глибисту (агрегати > 10 мм);

· грудочкувато-зернисту, або макроструктура (агрегати 10-0, 25 мм);

· мікроструктура (агрегати < 0, 25 мм).

П.А.Костичев класифікував структуру ґрунту на водостійку (агрономічна цінна) і неводостійка. Пізніше В.Р.Вільямс запропонував розрізняти дві властивості ґрунтових агрегатів: зв’язність і міцність. Під зв’язністю розуміється здатність агрегату протистояти механічній дії, а під міцністю – здатність агрегату протистояти розмиванню водою.

Найбільш цінними являються водостійкі агрегати розміром1-4 мм.

Зв’язність ґрунту залежить від кількості мулуватих, особливо колоїдних частинок. Міцність агрегату залежить тільки від якості перегною, вона зумовлена цементацією гранулометричних елементів свіжоосадженим перегноєм. Агрегат може бути зв’язним, але не міцним: якщо взяти грудочку сухої глини, його важко розруйнувати рукою, але, якщо покласти в воду, він швидко розпадеться на складові його гранулометричні елементи.

Структура ґрунту являється одним із головних факторів його родючості. В структурному ґрунті створюються оптимальні умови водного, повітряного і теплового режимів, що в свою чергу зумовлює розвиток мікробіологічної активності, мобілізацію і доступність поживних речовин.

Структурний ґрунт має високу пористість і вологоємність, він глибоко промочується водою. Атмосферні осадки, поливна вода повністю поглинаються ґрунтом, поверхневий стік відсутній, виключені ерозійні процеси. У вологому структурному ґрунті завдяки капілярам у середині агрегатів і пор аерації одночасно суміщаються анаеробні і аеробні процеси.

У безструктурному розпиленому ґрунті важкого гранулометричного складу створюється несприятливий фізичний режим. Вода і повітря в ньому являються антагоністами. Пористість і вологоємність незначні. Такий ґрунт погано поглинає вологу, стік по поверхні призводить до ерозії. Весною і восени в такому ґрунті пори повністю заповнені водою, а повітря в ньому відсутнє. З підвищенням температури завдяки мілкопористості відбувається інтенсивне випаровування води і висушування ґрунту на велику глибину. Після поливу або дощу поверхня безструктурного ґрунту запливає, різко підвищується липкість. При висиханні такий ґрунт сильно ущільнюється, на поверхні утворюється кірка, тріщини, що затрудняє ріст і розвиток рослин.

Основними факторами утворення водостійкої структури ґрунту являються: високий вміст гумусу, колоїдів, наявність у ГВК кальцію і магнію.

Ціллю структурно-агрегатного аналізу ґрунту являється визначення кількісного і якісного складу агрегатів. Аналіз складається з двох частин:

1. Сухого просіювання ґрунту;

2. Мокрого просіювання (просіювання ґрунту у воді).

Для визначення міцності структури використовується повітряно-сухий ґрунт не розтертого зразку.

Хід аналізу:

1. Сухе просіювання

16. Результати сухого просіювання ґрунту

На технохімічних вагах береться наважка 500 г ґрунту.

Наважка просіюється через набір сит діаметром отворів 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0, 5 і 0, 25 мм.

Кожна виділена фракція структурних агрегатів збирається окремо на листи паперу і зважується, результати заносяться до табл. 16, кол. 2

Розраховують процентний вміст кожної фракцій структурних агрегатів (табл. 16, кол. 3). Для прискорення розрахунків процентний вміст фракцій знаходять діленням маси фракції на 5.

Для подальшого визначення водостійкості структурних агрегатів з кожної фракції (крім < 0, 25 мм) відбирають середню наважку, що дорівнює 1/10 від ваги фракції (табл. 16, кол. 4).

Всі відібрані фракції зсипаються в одну велику чащу.

2. Мокре просіювання

2.1. Чаша з середньою наважкою заливається водою до повного покриття і витримується в такому стані протягом 1 години.

2.2. Після годинної витримки чаша з структурними агрегатами переноситься у велику посудину з водою, в якій занурений набір сит з отворами верхнє 1 мм, потім 0, 5 і 0, 25 мм. У воді чаша перевертається і ґрунт попадає на верхнє сито.

2.3. Проводиться “мокре” просіювання ґрунту. Для цього набір сит 10 разів швидко опускають вниз і повільно підіймають вверх, так щоб верхнє сито не виступало на поверхню води. Відбувається “просіювання” ґрунту струменем води.

2.4. Зібрані на ситах водостійкі агрегати декантацією переносяться в попередньо зважені сухі чаші, табл. 17, кол 2 і 3.

2.5. В подальшому кожна фракція водостійких структурних агрегатів висушується і зважуються, результати заносяться до табл. 17, кол. 4.

17. Результати “мокрого” просіювання ґрунту

2.6. Маса водостійких агрегатів (табл. 17, кол. 5) розраховується як різниця між масою чаші з сухими водостійкими агрегатами (табл. 17, кол. 4) і масою пустої чаші (табл. 17, кол.3).

2.7. Процентний вміст водостійких агрегатів (табл. 17, кол. 6) розраховують як добуток 2 та маси водостійких агрегатів (табл. 17, кол. 5).

2.8. Сума процентного вмісту водостійких агрегатів кожної фракції дає уявлення про загальну водостійкість структури ґрунту (табл. 17, кол. 7).

Оцінку структурно-агрегатного стану ґрунту проводять за допомогою даних С.І.Долгова і П.У.Бахтіна, табл. 18.

18. Оцінка структурного стану ґрунту

(С.І.Долгов, П.У.Бахтін)

За результатами агрегатного аналізу розраховують коефіцієнт структурності ґрунту (К_с), під яким розуміють співвідношення кількості агрегатів (при сухому просіюванні) від 0, 25 мм до 10 мм (%) до суми агрегатів < 0, 25 мм і > 10 мм (%). Чим вищий К_с, тим краща структура ґрунту.

Результати структурного-агрегатного стану ґрунту представляють у вигляді циклограми або диференціальних кривих.

Висновок. Результати аналізу представляють у вигляді диференціальних кривих. Вказують на домінуючі фракції структурних агрегатів в ґрунті при сухому та мокрому просіюваннях. Роблять висновок про структурно-агрегатний стан ґрунту та його водостійкість. При необхідності вказують на заходи щодо оптимізації структури ґрунту