Гранулометрический состав почв

 

Другая номанклатура механических элементов В.В.Охотина (1933) применяется в грунтоведении и инженерной геологии [5]. Она несколько отличается в деталях от рассмотренной по Н.А.Качинскому.

Таблица 2.2

Классификация ЭПЧ (В.В.Охотин, 1933)

Фракции	Размер, мм
Хрящ и гравий
крупный	>20
средний	20-10
мелкий	10-7
очень мелкий	7-3
Песок
крупный	3-1
средний	1-0,5
мелкий	0,5-0,25
пылеватый	0,25-0,05
Пыль	0,05-0,01
Ил	0,01-0,005
Глина
грубая	0,005-0,0002
тонкая	<0,0002

 

В зарубежной научной литературе используется международная классификация, одобренная Первым международным конгрессом почвоведов в 1927г.

Таблица 2.3

Международная классификация ЭПЧ (1927)

Фракции	Размер, мм
Камни, булыжник	>20
Гравий
грубый	20-6
мелкий (тонкий)	6-2
Песок
грубый	2-0,6
мелкий (тонкий)	0,6-0,2
очень мелкий (очень тонкий)	0,2-0,06
Пыль
песчаная (грубая)	0,06-0,02
средняя	0,02-0,006
мелкая (тонкая)	0,006-0,002
Глина	<0,002
Коллоиды	<0,0002

 

Границы гранулометрических фракций в целом отражают реально существующие различия в их свойствах (физических, химико-минералогических), что, в свою очередь, обусловливает наличие определенных свойств почв в зависимости от степени участия тех или иных фракций в формировании их гранулометрического состава.

Наиболее существенные отличия в свойствах фракций лежат на границе около 0,001 мм. У частиц мельче этого размера (илистых и коллоидных), в силу высокой дисперсности и особого химико-минералогического состава (преобладание в их составе глинистых минералов, а также гумуса) ярко выражена поглотительная способность: вся емкость поглощения почв, как правило, обусловлена содержанием этих фракций. У таких частиц хорошо выражена способность к коагуляции с образованием агрегатов, включающих и более крупные частицы. Это способствует созданию благоприятных физических свойств почв в целом. При существовании в почве преимущественно вне агрегатов илистые частицы резко снижают воздухо- и водопроницаемость почв.  

Фракции крупнее 0,001 мм представлены преимущественно обломками первичных минералов и содержат ничтожное количество органического вещества (за исключением фракции 0,005—0,001 мм, содержащей некоторую примесь глинистых минералов и гумуса в силу ее переходного к илу характера), поэтому их поглотительная способность практически не выражена. Фракция пыли размером 0,05—0,005 мм обусловливает способность почв к распылению в сухом состоянии и к всплыванию во влажном, что создает при значительном содержании вне агрегатов неблагоприятные водно-физические свойства почв. Фракции песка (1—0,05 мм), представленные обломками пород и минералов, совершенно лишены поглотительной способности. Однако при значительном содержании в почве они обеспечивают ее хорошую воздухо- и водопроницаемость [5].

Что касается минералогического состава – это одна из важнейших структурных составляющих ЭПЧ, обуславливающих характер их поверхности, размер и форму и оказывающих существенное влияние как на свойства ЭПЧ, так и на структуру и физические свойства почв в целом.

В состав минеральной части почвы входят две группы минералов, которые резко различаются по условиям образования и свойствам: остаточно-первичные и вторичные минералы.

Первичные минералы приурочены к фракциям крупнее 0,002 мм. Они образовались при высоких температурах и давлениях в глубоких слоях Земли и поэтому неустойчивы в зоне гипергенеза. В термодинамических условиях земной поверхности, характеризующихся низкими давлениями и температурами, а также изобилием воды, двуокиси углерода и особенно свободного кислорода, сохраняются только более устойчивые из первичных минералов.

В группу вторичных минералов входят глинистые минералы и гидроокиси железа и алюминия. Они являются продуктами выветривания первичных минералов под воздействием климатических и биохимических факторов и сосредоточены в основном во фракциях мельче 0,002 мм. Условия образования вторичных минералов соответствуют условиям, преобладающим в настоящее время на земной поверхности, благодаря чему они достаточно устойчивы в зоне гипергенеза [3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

Для определения гранулометрического состава почв и грунтов в зависимости от соотношения фракций механических элементов существует несколько схем классификаций. В советском почвоведении принята классификация, разработанная Н.В. Сибирцевым и впоследствии уточненная Н.А. Качинским [5]. Она основана на соотношении физической глины и физического песка.

Таблица 3.1

Классификация почв по гранулометрическому составу

(Н.А.Качинский, 1965)

Содержание физической глины (частиц <0,01 мм), %			Краткое название почвы по гранулометрическому составу
Почвы подзолистого типа почвообразования	Почвы степного типа почвообразования	Солонцы и сильносолонцеватые почвы
0-5	0-5	0-5	Песок рыхлый
5-10	5-10	5-10	-связный
10-20	10-20	10-15	Супесь
20-30	20-30	15-20	Суглинок легкий
30-40	30-45	20-30	-средний
40-50	45-60	30-40	-тяжелый
50-65	60-75	40-50	Глина легкая
65-80	75-85	50-65	-средняя
>80	>85	>65	-тяжелая

 

«Легкими» называются почвы, в гранулометрическом составе которых преобладают крупные фракции (песчаные и супесчаные почвы). «Тяжелые» почвы характеризуются преобладанием в их составе тонких фракций, особенно ила (тяжелосуглинистые и глинистые почвы) [3].

Существует более детальная классификация почв по гранулометрическому составу, разработанная Н.А.Качинским в 1965 году [5].

Таблица 3.2

Детальная классификация почв по гранулометрическому составу

(Н.А.Качинский, 1965)

Основное название	Содержание физической глины, %	Название дополнительное	Преобладающие фракции, мм
Глины тяжелые	>80	Иловатые	<0,001
		Пылеватые	0,01-0,001
-средние и легкие	60-80	Иловатые	<0,001
		Пылеватые	0,01-0,001
		Крупнопылеватые	0,05-0,001
Суглинки тяжелые	40-60	Иловатые	<0,001
		Пылеватые	0,01-0,001
		Крупнопылеватые	0,05-0,01
-средние	30-40	Иловатые	<0,001
		Пылеватые	0,01-0,001
		Крупнопылеватые	0,05-0,01
-легкие	20-30	Песчаные	>0,05
		Крупнопылеватые	0,05-0,01
Пески	0-10	Рыхлые	>0,05
		Крупнопылеватые	0,05-0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

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.

Изучение гранулометрического состава почв как в полевых условиях простейшими приемами, так и в лабораторных условиях с помощью чувствительных приборов связано с определенной ошибкой, зависящей от метода подготовки почвенного образца к работе. Дело в том, что первичные механические элементы в почве практически не существуют в свободном состоянии, за исключением редких случаев, а в большинстве объединяются в микро- и макроагрегаты различной формы и размера, цементированные в различной степени разными цементами, такими как гуматы щелочей и щелочных земель, железа и алюминия, свободные гидроокислы железа и алюминия, кремнезем, карбонат кальция. В некоторых случаях агрегаты бывают сильно прочными, что не поддаются разрушению при обычных способах подготовки (длительное растирание, кипячение, насыщение аммонием, добавка пирофосфата натрия, обработка перекисью водорода ). Примером таких очень устойчивых агрегатов может быть «псевдопесчаный» механический состав, обладает водно-физическими свойствами, сходными со свойствами настоящих песчаных почв (малая водоудерживающая способность, высокая водопроницаемость и т.д.). Определение гранулометрического состава таких почв в поле и в лаборатории, сопоставление результатов с водно-физическими свойствами приводят к немалым недоразумениям [7].

Основными методами определения гранулометрического состава являются:

-полевой;

- ареометрический;

- ситовый;

- пипеточный.

4.1 Полевой метод

При полевом описании почв необходимо давать характеристику их гранулометрического состава до проведения лабораторного анализа. Обычно его определяют визуально на ощупь в сухом («сухой» метод) и влажном состоянии («мокрый» метод) [6].

«Мокрый» метод определения гранулометрического состава почв и пород основан на увлажнении их образцов до оптимальной влажности (до сырого состояния), скатывании из него шарика между ладонями, раскатывании в шнур и изгибании шнура. Названия по гранулометрическому составу дают в зависимости от того, как ведет себя при этом образец.

Таблица 4.1

Определение гранулометрического состава почв в поле