Гранулометрический состав почв

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Биолого-почвенный факультет

Кафедра почвоведения и управления земельными ресурсами

 

Казарцева Юлия Александровна

 

Гранулометрический состав

почв

Курсовая работа, 2 курс

 

 

 

 

                                          Зав. каф., д.б.н.,

                                           профессор                          Щеглов Д.И.

                                           

                                            Научный руководитель,

 д.б.н., профессор           Протасова Н.А.

 

 

Воронеж 2014

УДК 631.442

Реферат

Казарцева Ю.А. Гранулометрический состав почв.

Курсовая работа, Воронеж, 2014, 7 табл., 7 библ. Ист., 24 стр.

Ключевые слова:  элементарные почвенные частицы, глины, суглинки, пески, коллоиды, ил, гравий, плодородие, водопроницаемость, горная порода, гумус, зольные элементы.

В настоящей работе исследован гранулометрический состав почв, его влияние на водно-физические, физико-механические, тепловые, воздушные свойства почв, ее поглотительную способность, накопление гумуса, зольных элементов и азота.  Показано, что гранулометрический состав – это одна из наиболее важных характеристик почвы.

 

 

 

 

 

 

 

Автор работы                                              Казарцева Ю.А

Научный руководитель                             Протасова Н.А.

Дата

 

СОДЕРЖАНИЕ

         стр.

Введение…………………………………………………………………………  4

1.Формирование гранулометрического  состава почв…………………… …….6

2.Классификация механических элементов почв………………………......... 8

3.Классификация почв по  гранулометрическому составу………………. .….14

4.Методы определения гранулометрического  состава…………………… ….16

4.1.Полевой……………………………………………………………….17

4.2.Ареометрический ………………………………………………….. 18

4.3.Ситовый …………………………………………………………….. 19

4.4.Пипеточный ………………………………………………………… 20

Заключение……………………………………………………………….............22

Список литературы……………………………………………………………..24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Одной из наиболее важных характеристик почвы является гранулометрический состав. Это в первую очередь агрономический показатель, определяющий фильтрационную и водоудерживающую способность почв, ее структуру, а также тепловой обмен почв. Некоторые сельскохозяйственные культуры тяготеют к почвам определенного гранулометрического состава.  Например, виноградная лоза — к щебнистым почвам, а табак, арахис, картофель, бахча — к почвам легкого состава. Развитие элементарных почвенных процессов по одному из типов почвообразования определяется различиями водно-тепловых условий почв легкого и тяжелого гранулометрического состава [4].

С развитием рыночных подходов к регулированию экономики увеличивается роль адекватной оценки объектов экономической деятельности. Одним из таких объектов является земля. Первым вопросом при проведении земельно-оценочных работ является поиск надёжных критериев качества почв. Изучая опыт различных стран проведения оценки земель, можно сделать вывод, что практически во всех земельно-оценочных системах, от первых примитивных до современных высокотехнологичных, большое внимание придавалось гранулометрическому составу. Это обстоятельство свидетельствует об особом значении гранулометрического состава как фактора продуктивности растений и технологического свойства почв [4].

 Гранулометрический состав почв и пород положен в основу подразделения на разновидности. Разновидности – это классификационные таксономические ранги, ниже которых находятся только разряды почв. При подразделении почв на разновидности используется относительное содержание в мелкозёме почвы физической глины (частиц менее 0.01 мм).

 При проведении земельно-оценочных работ гранулометрический состав учитывается либо через экспертно установленные поправочные коэффициенты к баллам бонитета почв, либо расчётом оценочных баллов по содержанию физической глины.

Гранулометрический состав является одним из показателей почвенного плодородия, наряду с почвенной структурностью, содержанием органического вещества, тепловыми и водно-физическими свойствами почв, биологической активностью.

От гранулометрического состава зависит, водный тепловой и пищевой режим, водно-воздушные свойства почвы. Легкие супесчаные и песчаные почвы прогреваются раньше тяжелых, поэтому относят к «теплым» почвам. Они имеют высокую воздухо- и водопроницаемость. При небольшом содержании тонких глинистых частиц легкие почвы имеют небольшие запасы элементов питания, низкую поглотительную способность и низкую буферность [2].

Тяжелосуглинистые и глинистые почвы, наоборот, дольше прогреваются, их называют «холодными», так как тонкие поры их заполнены не воздухом, а очень теплоемкой водой. Они слабо водо- и воздухопроницаемы, плохо впитывают атмосферные осадки. Значительная часть почвенной влаги и запасов элементов питания тяжелых почв не доступны растениям. В периоды сезонного переувлажнения в них недостает воздуха и развиваются глеевые процессы [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ФОРМИРОВАНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ

В.А. Ковда считает, что основная часть почв формируется на рыхлых отложениях, которые являются продуктами выветривания, т.е. разрушения, преобразования и переотложения исходных плотных пород, и представляют собой смесь минеральных частиц различной крупности, называемых механическими элементами. Исключениями являются примитивные и слаборазвитые почвы на скальных породах и некоторые специфические типы почв преимущественно в горных районах. Соотношение частиц разного размера может быть весьма различным. Оно зависит от характера исходной породы, направления (типа), интенсивности и длительности выветривания. Это соотношение частиц определяет тот или иной гранулометрический (механический) состав отложений или элювия породы и,  соответственно, формирующихся на них почв [5].

Гранулометрический (механический) состав почвы - массовое соотношение (относительное содержание в процентах в ее составе твердых частиц (механических элементов) разной крупности, выделяемых в пределах непрерывного ряда определений условных групп крупности (гранулометрических фракций) [5].

Гранулометрический состав почв унаследован от соответствующих почвообразующих (материнских) горных пород. Он мало меняется в процессе почвообразования.

В процессе почвообразования на плотных скальных горных породах, который сопровождается выветриванием, происходит физическое дробление породы на механические элементы разной крупности. Гранулометрический состав продуктов выветривания (элювия) плотных пород тесно связан с их минералогическим составом. Например, кислые, богатые кварцем породы дают при выветривании много крупнодисперсного песчаного материала; элювий основных, богатых легковыветривающимися минералами пород обогащен тонкодисперсными глинистыми частицами; элювий известняков, мергелей обычно имеет глинистый состав.

Гранулометрический состав рыхлых почвообразующих пород обусловливается характером исходного материала и их происхождением. В процессе транспортировки водными, ветровыми или склоновыми гравитационными потоками, разрушения и переотложения продуктов выветривания горных пород происходят их сортировка и разделение в пространстве на грубообломочные, песчаные, пылеватые или глинистые поверхностные отложения.

Эоловые и аллювиальные отложения обычно становятся относительно гомогенными, хорошо отсортированными, разделяющимися в пространстве по крупности. В них преобладают частицы песка, суглинка, глины. Делювиальные, гляциальные и флювиогляциальные наносы обычно плохо сортированы. Имеется закономерное изменение степени дисперсности и сортированности материала по направлению движения потока, так как грубые частицы оседают ближе к источникам материала, а тонкодисперсные дальше.

Частицы разной крупности имеют обычно различный минералогический и химический состав. Частицы крупной фракции представлены кварцем, пылеватые — кварцем и полевыми шпатами, тонкодисперсные — вторичными глинистыми минералами.

По мнению В.А. Ковды в почвах механические элементы не только унаследуются от исходной материнской породы, но образуются и в процессе почвообразования. В связи с этим механические элементы почв могут быть минеральными, органическими или органоминеральными. Соответственно почвенные механические элементы могут быть первичными (унаследованными) либо вторичными (новообразованными) [5].

 

 

 

 

2. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЧВ

Почва – сложная полидисперсная система, состоящая из частиц разнообразного размера – от нескольких сантиметров и миллиметров до тысячных и десятитысячных долей миллиметра и меньше.

Элементарные почвенные частицы – это разнообразные по размеру обособленные кусочки, обломки, осколки горных пород, минералов, органических и органоминеральных веществ, находящихся в почве, все элементы которых находятся в химической взаимосвязи и не поддаются общепринятым методам пептизации [6].

Вопросами классификации механических элементов занимались многие ученые: А.А. Атерберг,  А.Н. Сабанин, В.Р. Вильямс, В.Т. Глушков, В.В. Охотин, Н.А. Качинский и др.

Молекулярные силы взаимодействия определяют целостность и существование механических элементов (ЭПЧ).

По мнению Б.Г. Розанова механические элементы могут иметь любую возможную геометрическую форму: шар, призма, куб, пирамида, параллелепипед, правильный или неправильный многогранник, плоскопараллельная пластинка. В зависимости от характера исходной почвообразующей породы, ее генезиса и минералогического состава форма частиц в пределах данной почвенной массы может быть однородной или весьма неоднородной. Могут преобладать округлые частицы (в аллювиальных песках, например) или плоские пластинки (в слоистых тяжелых глинах); возможны и все переходные группы форм частиц. Поверхность частиц может быть гладкой или неровной,  корродированной в зависимости от генезиса и стадии выветривания материала [7].

В состав ЭПЧ наземных минеральных почв входят компоненты минеральной природы (90%), органические и органоминеральные соединения (10%). Минеральные ЭПЧ формируются в результате физического и биологического выветривания горных пород под влиянием температурных колебаний, воздействия ветра, воды, развития растений. При формировании тонких минеральных фракций возрастает роль химического и биохимического выветривания. Органические ЭПЧ образуются при разложении остатков отмерших животных, растений и микробной массы почвы. Органоминеральные ЭПЧ являются результатом взаимодействия органических и минеральных веществ.

Гранулометрические фракции ЭПЧ различаются по своим свойствам и функциям. По мере уменьшения размеров гранулометрических элементов усложняется их химический состав, изменяются физико-механические показатели, возрастает роль в формировании плодородия почвы.

В зависимости от того, в каком сочетании находятся фракции ЭПЧ, изменяются водно-физические, физико-механические, тепловые, воздушные свойства почвы, ее поглотительная способность, накопление гумуса, зольных элементов и азота. Поэтому гранулометрический состав почвы - важнейшая генетическая, агрономическая и лесорастительная характеристика ЭПЧ.

Н.М.Сибирцевым были введены такие понятия как физическая глина и физический песок, которые сейчас широко используются. Физическая глина – это сумма частиц мельче 0,001мм. Физический песок – это сумма частиц крупнее 0,01мм [5].

В советском почвоведении приняты номенклатура и подразделение гранулометрических фракций, разработанные А.Н.Сабаниным и В.Р.Вильямсом и  впоследствии уточненные Н.А.Качинским [5].

Таблица 2.1

Классификация ЭПЧ (Н.А.Качинский, 1965)

Фракции	Размер, мм
Камни	>3
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
глинистый(грубый)	0,001-0,0005
коллоидный (тонкий)	0,0005-0,0001
Коллоиды	<0,0001