Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ТАВРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра рослинництва
ҐРУНТОЗНАВСТВО З ОСНОВАМИ ГЕОЛОГІЇ
Польова практика
(методичні вказівки)
Факультет «Агротехнологій та екології»
Спеціальність 6.130.100 «Агрономія»
Мелітополь, 2013
Навчальна практика з ґрунтознавства є продовженням навчального процесу з метою поглиблення теоретичних знань, які отримані в процесі вивчення дисципліни «Ґрунтознавство з основами геології».
Мета практики – вивчити методи практичного польового і камерального дослідження різних типів ґрунтів району практики та вміти аналізувати одержані матеріали; визначити ступінь антропогенного впливу на трансформацію ґрунтів, вивчити сучасний стан ґрунтів Запорізької області.
Завдання практики:
Вимоги до знань та вмінь. За підсумками навчальної практики студент повинен знати:
вміти:
ОРГАНІЗАЦІЯ І КЕРВНИЦТВО ПРАКТИКОЮ
Місце проходження навчальної практики: експериментальні ділянки дослідного поля та навчальній лабораторії кафедри «Рослинництва» ТДАТУ, а також на експериментальних ділянках Мелітопольської дослідної станції садівництва імені М.Ф. Сидоренка ІС НААН та ДП ДГ «Мелітопольське».
Тривалість практики – 30 год. (5 днів).
Перед початком практики студентів знайомлять із “Програмою навчальної практики ”. Зважаючи на те, що практика проводиться поза територією ТДАТУ, студенти проходять інструктаж з техніки безпеки і охорони праці.
Навчальна практика передбачає безпосередню участь кожного студента в практичному виконанні індивідуальних завдань, які надаються йому безпосередньо на практиці: відбір зразків і їх аналіз в лабораторних умовах.
Екскурсії проводяться з метою вивчення, дослідження та аналізу показників грунтів на дослідному полі (ЕНЦ) ТДАТУ, МДСС імені М.Ф. Сидоренка та ДП ДГ «Мелітопольське», а по можливості, і в інших сільськогосподарських підприємствах Мелітопольського району.
Тематичний план проходження практики
Тема 1 (день 1) . Ознайомлення з метою і завданнями практики, правилами відбору зразків, оформлення звіту, формою ведення щоденника. Отримання індивідуального завдання з практики. Проведення інструктажу з техніки безпеки під час екскурсій та при роботі в лабораторіях.
Описання природних умов ґрунтоутворення і ґрунту господарства або району за літературними джерелами. Ознайомлення з ґрунтовою картою і звітом дослідження ґрунтів господарства. Проведення спостережень, визначень і аналізів в польових умовах:
Тема 2. Типи ґрунтів. Ґрунтовий профіль. Проведення опису ґрунтового профілю. Проведення спостережень, визначень і аналізів в польових умовах:
Тема 3. Польові методи визначення типу ґрунту, його механічного складу.
Відбирання ґрунтових зразків з кожного горизонту ґрунтового профілю, для проведення лабораторних аналізів.
Тема 4. Агрономічна характеристика ґрунту. Оволодіння методиками визначення фізичних, водно-фізичних та фізико-механічних властивостей ґрунтів.
Тема 5. Розробка заходів щодо поліпшення стану ґрунтів та зменшення негативного впливу на нього антропогенної діяльності на основі проведеної комплексної агрономічної оцінки стану ґрунтів. Оформлення звіту, складання заліку.
Методика закладання основного грунтового розрізу
Закладання основного ґрунтового розрізу проводиться за наступною схемою:
1. Вибрати у межах досліджуваного контуру площадку для закладання розрізу (типову для даного елемента рельєфу).
2. Ґрунтовий розріз повинен бути розташований так, щоб у найменшій ступені пошкодити кореневу систему деревно-чагарникової рослинності для уникнення механічного пошкодження її кореневої системи.
3. Ґрунтовий розріз доцільно вивчати за трьома стінками (передньої (лицевої) та двом боковим), до того ж хоча б одна з них повинна освітлюватися сонцем, а інша знаходитися у тіні.
4. Гострим кінцем лопати окреслюють межі майбутнього розрізу. Повний ґрунтовий розріз має в плані прямокутну форму розміром, як правило, від 0,8 × 1,8 м до 1,0 × 2,2 м. При цьому довжина розрізу визначається його глибиною з таким розрахунком, щоб площа дна була близько 0,8–1,0 м2. Крім цього, розміри ями не повинні обмежувати руху людини при викопуванні розрізу, проте й не бути занадто великими для уникнення нераціонального використання людської сили.
5. Дерновий шар або шар лісової підстилки розрізаються лопатою на невеликі блоки (20 × 20 см), які акуратно виймаються і складаються на відстані від розрізу.
6. Загальна глибина шурфа залежить від будови ґрунтового профілю, проте обов’язково повинна перевищувати (мінімум на 20–30 см) кровлю горизонту Р (для всебічного визначення материнської породи), тому їх глибина – 1,50–2,50 м, якщо не перешкоджають ґрунтові води або щільні породи. Ґрунтову яму спочатку риють з рівними вертикальними стінками до глибини 60 см, при цьому викидають землю уздовж лише бокових стінок. У процесі викопування розрезу послідовно знімають шар за шаром, при цьому грунт з окремих горизонтів складають у різні кучі .
Після досягнення глибини 0,6 м роблять сходинку-уступ висотою близько 0,4 м, далі яму поглиблюють ще на 0,4 м та роблять наступну сходинку і т.д. Звичайно у повному ґрунтовому розрізі роблять три сходинки. Їх ширина залежить від гранулометричного складу ґрунту: у легко сипучих ґрунтах (піщано-супіщані) вони мають більшу ширину (0,4–0,5 м), в більш стійких (глинисто-суглинистих) – 0,3 м.
Рис. 1. Ґрунтовий розріз (схематично)
7. По закінченню поглиблення розрізу лицеву та бокові стінки зачищають лопатою.
8. На лівій стороні лицевої стінки прикріплюють вимірювальну стрічку так, щоб нульова оцінка її збігалася з поверхнею ґрунту і приступають до вивчення будови ґрунтового профілю. Стрічкою вимірюють та зазначають: потужність ґрунтового розрізу та його окремих генетичних горизонтів, рівень стояння ґрунтових вод (якщо вони розкриваються), лінію скипання від НСl, глибину залягання карбонатів, гіпсу, легкорозчинних солей, залізисто-марганцевих конкрецій.
9. Ліва сторона лицевої стінки (лівіше вимірювальної стрічки) залишається не задіяною у роботі для опису ґрунтового профілю, права (робоча) – призначається для вилучення ґрунтових зразків
10 Свіжий розріз ретельно роздивляються та попередньо виділяють генетичні горизонти та підгоризонти. Рекомендується проводити кінцеве виділення горизонтів (підгоризонтів) як заключний етап опису розрізу після того, як описано кожен з досліджених ознак (забарвлення вологість, структура та інше). Попереднє виділення генетичних горизонтів (підгоризонтів) проводиться на основі зміни забарвлення у ґрунтовій товщі зверху до низу. Додатково використовуваною ознакою при диференціації ґрунтової товщі є щільність: розріз «прощупується» ножем з однаковим зусиллям натиску через кожні 2 см.
11. В готовому розрізі з дна відкладають зразок на папір, адже в наступному буде на дно насипано багато змішаного матеріалу, що ускладнить взяття зразка з найнижчого горизонту і додасть додаткової роботи по очищенню дна.
12. Горизонти описуються в порядку від верхніх до нижніх. Інформація опису заноситься до бланків опису ґрунтових профілів (див. Додатки).
13. У процесі дослідження відбирають зразки – матеріал для лабораторних робіт. Зразки поміщуються в спеціальні мішечки разом з етикетками, на яких вказують генетичний горизонт (підгоризонт), інтервал глибини відбору зразків й дата.
14. По закінченню опису ґрунтового розрізу він обов’язково повинен бути заритим для уникнення випадків травмування людей, тварин, поломок техніки, збереження естетики ландшафтів. При закопуванні с початку донизу скидають ґрунтову з більш глибоких горизонтів, потім – поверхневих. Ця процедура зводить до мінімуму антропогенне втручання в природний розвиток ґрунту у місці розрізу.
польове Вивчення Морфологічних ознак грунту
Морфологічні ознаки – зовнішній прояв властивостей ґрунту, його мінералогічного, хімічного, механічного складу тощо, які формуються унаслідок певних ґрунтових процесів.
До основних морфологічних ознак ґрунтів відносяться: грубизна ґрунту і окремих його горизонтів, забарвлення, вологість, структура, складання, гранулометричний склад, новоутворення, скипання від соляної кислоти, включення, характер переходу від одного горизонту до іншого.
Для вивчення будови ґрунту і морфологічних ознак окремих його горизонтів викопують ґрунтові розрізи (ями) до глибини залягання материнської породи або до підґрунтових вод. У ґрунтовому профілі виділяють генетичні горизонти і на основі генетичних ознак надають їм назву та умовні позначки (індекси або символи).
Індексація і характеристика основних генетичних горизонтів:
Т − торфовий − складається більш ніж на 70% з рослинних решток різного ступеня розк−торфово-перегнійний − складається зі спресованих гуміфікованих рослинних решток, має слабку пилувато-грудкувату структуру, чорний колір. Спостерігається на окультурених торфовищах;
ТС − торфово-мiнералiзований − складається із сильноподрібнених мінералізованих рослинних решток. Вони порохоподібні, гідрофоб-і. Пролягають на переосушених торфовищах;
Но − лісова підстилка − надґрунтовий поверхневий шар різного ступеня розкладу, лісовий опад (Нл) або залишки трав’янистої рослинності (повстина) (Нс);
Нd − дернинний − складається більше ніж наполовину з живих і мертвих коренів трав’янистої рослинності;
Н − гумусовий − горизонт акумуляції гумусу, який рівномірно забарвлює його у чорний колір i тісно пов’язаний з мінеральною частиною ґрунту, зернистої або грудкуватої структури;
E − елювіальний − збіднений на органічні та мінеральні колоїди речовини внаслідок їх вимивання. Має ясно-сірі й білясті кольори, горизонтально-подільний;
I − ілювіальний − збагачений колоїдами (глинистими часточками, рухомими півтораоксидами й органічними речовинами). Має бурувато-червоний, м’ясо-червоний, бурувато-брунатний, темно-сірий колір, щільний, призматичної, горіхуватої структури;
І (SL) − солонцевий − ґрунтова маса дуже сильно пептизована, збагачена на колоїди (глину, півтораоксиди, органічні речовини) сірого або чорного кольору, стовбчастої, призматичної, горіхуватої структури;
Gl − глейовий − мінеральний або органо-мінеральний горизонт оливкового, сталево-сірого, блакитного чи сизого кольору, безструктурний, що утворився внаслідок відновних процесів у гідроморфних умовах;
М − мергелистий − горизонт акумуляції мергелю гідрогенним шляхом.
Перехідні горизонти позначаються змішаним символом, який складається із символів суміжніх горизонтів:
Рf − псевдофібровий горизонт;
R − ортзандовий горизонт;
Rt − ортштейновий горизонт;
EI − елювiально-ілювiальний − перехідний горизонт, у якому проявляються ознаки двох суміжних горизонтів, у даному разі елювіального та ілювіального;
Нр − верхня частина перехідного горизонту − спостерігається в ґрунтах з поступовим переходом ознак гумусового горизонту до материнської породи;
Рh − нижня частина перехідного горизонту, що межує з материнською породою;
НЕ − гумусово-елювiальний горизонт − характеризується тим, що в ньому разом з накопиченням гумусу відбувається гідроліз мінералів і частковий винос продуктів руйнування (колоїдів, солей тощо);
НІ − гумусово-iлювiальний − горизонт, у якому акумулюються органічні і мінеральні колоїди, солі, що вимиті з верхніх елювіальних горизонтів;
Р − материнська порода − гірська порода, з якої утворився ґрунт.
Д − пiдстилаюча порода − порода, що залягає нижче материнської.
Особливі властивості позначаються так: k − наявність карбонатів; ks − наявність легкорозчинних солей (Cl-, SO42-); g − наявність гіпсу; с − наявність соди; r − м’які Fe-Mn-конкреції; rt (n) −тверді Fе-Mn-конкреції; rk (kn) − карбонатні конкреції; f − наявність вохристих плям; mf — метаморфізований горизонт; les − лесивований горизонт; q − уламки щільних безкарбонатних порід; qk − уламки щільних карбонатних порід; z − копроліти, червороїни, кротовини; n − орний горизонт; pl − плантажований; ag − насипні (рекультивовані) горизонти; m − ознаки пов’язані з осушенням; mo − ознаки пов’язані зі зрошенням; de(eol) − еолові наносні горизонти на поверхні ґрунту; dl − делювіальні наносні горизонти на поверхні ґрунту; al − алювіальні наносні горизонти на поверхні ґрунту; a (орн) − орні горизонти; (h), (s), (gl), ... − слабкий прояв морфологічних ознак; /k, /s, /h, ... − прояв ознак у нижній частині профілю.
Грубизна горизонту вимірюється в сантиметрах від верхньої до нижньої його межі. Грубизна окремих горизонтів свідчить про напрямок, інтенсивність ґрунтових процесів і агрономічну цінність ґрунту.
Отже, глибокий гумусовий горизонт вказує на інтенсивну акумуляцію гумусу та поживних речовин, наявність глибокого і добре вираженого елювіального горизонту говорить про інтенсивні процеси вимивання і низьку родючість ґрунтів. Загальна грубизна профілю ґрунту вимірюється від поверхні до материнської породи і залежить від напрямку ґрунтотворного процесу і стадії розвитку ґрунту.
Забарвлення є основною ознакою для визначення назв більшості ґрунтів. Забарвлення генетичних горизонтів залежить від їх хімічного і мінералогічного складу. Основні кольори − чорний, червоний, білий. Сполучення та кількісне співвідношення цих кольорів надає горизонту різноманітних відтінків (трикутник С.О. Захарова) (рис. 2).
При визначенні забарвлення горизонту ґрунту виділяють основний колір і відтінки. Наприклад, у жовто-бурому забарвленні другий колір основний. При однорідному забарвленні дають тільки його назву. При неоднорідному забарвленні вказують, що на фоні основного кольору виділяють плями, стрічки іншого кольору.
Вологість ґрунту впливає на інтенсивність забарвлення, структуру ґрунту. На дотик виділяють такі ступені вологості:
Рис. 2 Трикутник кольорів С.О. Захарова
Складання − зовнішнє виявлення щільності й пористості ґрунту. За будовою розрізняють ґрунти:
Гранулометричним складом ґрунту називається процентне співвідношення окремих механічних фракцій (піску, пилу, мулу).
Хід польового визначення гранулометричного складу ґрунтів у вологому стані ("проба на скачування").
До зразка ґрунту треба додати таку кількість води, при якій утвориться тістоподібна маса, що володіє пластичністю (до тістоподібного стану). Потім розкочують на долоні у шнур діаметром 2–3 мм і згортають шнур у кільце діаметром близько 2 см (звичайно навколо пальця). Про гранулометричний склад ґрунту роблять висновок за такими показниками (табл. 1).
Скипання ґрунту від соляної кислоти. Під час морфологічного опису ґрунту визначають наявність у ґрунтовому профілі карбонатів, які можна побачити, зробивши пробу на закипання ґрунту з 10%-ним розчином НС1. Скипання буває: сильне, середнє, слабке і відсутність скипання.
Таблиця 1 – Визначення гранулометричного складу грунту та ґрунтотворної породи методом скачування (за А.В. Гусаровим)
|
Градація ґрунтів за механічним складом |
Морфологічні особливості зразка при скачуванні |
||
|
Пісок |
під час скачування шнур не утворюється; кулька, як правило, не скачується; |
||
|
Супісок |
Легкий |
Дуже важко скочується у кульку, легко розпадається на механічні елементи |
|
|
Важкий |
під скачування шнур не утворюється, кулька скачується порівняно добре |
||
|
Суглинок |
Легкий |
під час скачування утворюється шнур, але відразу ж розпадається на короткі негнучкі циліндрики |
|
|
Середній |
під час скачування шнур формується добре, але під час згинання в кільце розламується; |
||
|
Важкий |
під час скачування шнур формується добре, легко згинається в кільце, але зверху дає шпаруни |
||
|
Глина |
Легка |
Скачується у кульку та шнур, який при згинанні у кільце не розвалюється, проте дає 2-3 невеликі і неглибокі шпаруни |
|
|
Важка |
під час скачування шнур формується добре, легко згинається в кільце, шпарун не дає |
Структурою називають сукупність агрегатів різного розміру та форми, на які розпадається ґрунт під час обробітку. Ґрунтова маса може бути представлена відокремленими механічними агрегатами (безструктурна), а також буває склеєна у грудки (структурна). Вид структури описується в кожному генетичному горизонті ґрунту за класифікацією Захарова С. О.
Методика роботи
Для визначення розмірів окремостей зручно користуватися міліметровим папером. У подальшому можна проводити на око.
4. Надається повна назва структури горизонту з урахуванням морфології і розмірів окремостей. Приклад повної назви структури: крупногоріхувато-середньопризматична, середньо-крупнобрилиста та ін.
5. При морфологічному описі структурних окремостей бажано вказувати переважаючий вид їх поверхні: гладка, шершава, кутова (гострореберні виступи), вузловата (округлі виступи), осередчаста (округлі впадини). Вид поверхні структурних окремостей фіксується в бланку морфологічного опису грунту як додатковий елемент у графі «Структура». Наприклад: структура середньо призматична (гладка) або крупногоріхувато (шершава)-середньопризматична (гладка).
Рис. 2. Типи ґрунтової структури (за С. О. Захаровим)
I — кубовидна (1 − крупно-грудкувата; 2 − грудкувата; 3 − дрібногрудкувата; 4 − пилувата; 5 − крупногоріхувата; 6 − горіхувата; 7 − дрібногоріхувата; 8 − крупнозерниста; 9 − зерниста; 10 − порошиста; 11 − структурні відокремлення, які нанизані на корені; II − призмовидна (12 − стовбчата; 13 − стовбовидна; 14 − крупнопризматична; 15 − призматична; 16 − дрібнопризматична; 17 −1 тонкопризматична); III − плитовидна (18 − сланцювата; 19 − пластинчата; 20 − листувата; 21 − лускувата; 22 − дрібнолускувата)
Таблиця 2 - Класифікація структурних елементів за С. О. Захаровим
|
Рід |
Вид |
Розміри, мм |
|
Тип I. Кубовидна структура — рівномірно розвинута по трьох осях |
||
|
Грані та ребра слабо виявлені |
||
|
І. Брилувата − невірна форма і нерівна поверхня |
1. Крупнобрилувата 2. Дрібнобрилувата |
>100 100−50 |
|
II. Грудкувата − невірна форма, нерівні круглясті та шорсткі поверхні |
1. Крупногрудкувата 2. Грудкувата 3. Дрібногрудкувата 4. Пилувата |
50−30 30−10 10−0,5 <0,5 |
|
Грані та ребра добре виявлені |
||
|
III. Горіхувата − більш-менш вірна форма, поверхня граней порівняно рівна, грані та ребра гострі |
1. Крупногоріхувата 2. Горіхувата 3. Дрібногоріхувата |
>10 10−7 7−5 |
|
IV. Зерниста − більш-менш вірна форма, іноді кругляста з гранями то шорсткуватими та матовими, то гладкими та блискучими |
1. Крупнозерниста (горіхувата) 2. Зерниста (крупятчата) 3. Дрібнозерниста (порошкувата) |
5−3 3−1 1-0,5 |
|
Тип II. Призмовидна структура — розвинута переважно по вертикальній осі |
||
|
Грані та ребра слабо виявлені |
||
|
V. Стовповидна − невірної форми зі слабо визначеними нерівними гранями і круглястими ребрами |
1. Крупностовповидна 2. Стовповидна 3. Дрібностовповидна |
>50 50−30 <30 |
|
Грані та ребра добре виявлені |
||
|
VI. Стовпчаста − вірної форми, з досить добре виявленими гладкими бічними вертикальними гранями, з круглястою верхньою основою («голівкою») і плоскою нижньою |
1. Крупностовпчаста 2. Стовпчаста 3. Дрібностовпчаста |
>50 50−30 <30 |
|
VII. Призматична − з рівними, часто глянцевими поверхнями, з гострими ребрами |
1. Крупнопризматична 2. Призматична 3. Дрібнопризматична 4. Олівцева − при довжині відокремлень >50 мм |
>50 50−30 <30 <10 |
|
Тип III. Плитовидна структура − розвинута переважно по двох горизонтальних осях |
||
|
VIII. Плитчаста − шарувата з більш-менш розвинутими «площинами спайності», часто різного забарвлення і різного характеру поверхні |
1. Сланцювата 2. Плитчаста 3. Пластинчата 4. Листувата |
>50 5−3 3−1 <1 |
|
IХ. Лускувата − з порівняно невеликими, інколи зігнутими горизонтальними площинами спайності і часто з гострими ребрами (деяка схожість з лускою риби) |
1. Шкаралупувата 2. Груболускувата 3. Дрібнолускувата |
>3 3−1 <1 |
Новоутворення являють собою локальні скупчення в масі ґрунту речовин різної форми та хімічного складу, що формуються та відкладаються у ґрунтових горизонтах і є наслідком ґрунтотворного процесу.
Хімічні новоутворення:
1. Накопичення вуглекислого кальцію та магнію найбільш розповсюджені в чорноземах, каштанових і сірих опідзолених ґрунтах. Вони виділяються у вигляді: а) нальоту, який надає ґрунту «сивини»; б) псевдоміцелію (карбонатної плісняви) — скупчення дуже тонких голчастих кришталів СаСО3, MgCO3; в) білозірки – плям кулястої форми діаметром до 1–2 см, з різко окресленими краями; г) журавчиків — щільних скупчень карбонатів кальцію й магнію різної форми і розмірів; д) дутиків — пустих всередині кулястих скупчень карбонатів;
2. Накопичення окислів і гідратів заліза й мангану За формою розрізняють: а) нальоти, плівки і вицвіти бурого й темно-бурого забарвлення, які утворюються на поверхні структурних окремостей або на стінках шпарин; б) примазки, плями, натьоки різного забарвлення й відтінку (вохристі, брунатно-бурі, чорні тощо), псевдофібри (тонкі (до 1 см) скупчення Fe – в товщі пісків), ортзанди (скупчення Fe у вигляді прошарків 1–3 см), ортштейни (дуже щільні залізисті плити, які утворюються при дуже сильному контрасті окисно-відновних процесів) у піщаних ґрунтах і породах («тигрові» піски); г) залізисті трубочки – накопичення сполук заліза по ходах коренів; д) конкреції й бобовини – накопичення сполучень заліза і мангану кулястої форми величиною від дрібного зерна до волоського горіха; е) залізо-манганцеві пунктації – розкидані темно-бурі або чорні цяточки на стінках розрізу.
3. Закисні сполуки заліза мають вигляд сизуватих або сизувато-сірих плівок і плям, сизуватих кірочок на поверхні структурних окремостей і на стінках шпарин, а також вигляд блакитно-зелених вицвітів вівіаніту. Сульфіди заліза надають оглеєному ґрунту чорного забарвлення.
4. Накопичення кремнезему у вигляді білястої борошнистої присипки, прожилок і накопичень кулястої форми в порах, а також у вигляді затьоків, язиків та кишень у верхній частині ілювіального горизонту, що надходять туди з елювію.
Біологічні новоутворення (тваринного і рослинного походження) можуть мати такі форми: червороїни – хвилясті ходи-канальці черв’яків; копроліти –екскременти дощових черв’яків у вигляді невеликих клубочків; кротовини – ходи риючих тварин, кореневини – згнилі великі корені рослин.
Включеннями називаються різні відокремлені тіла, розташовані в масі ґрунту, утворення яких не пов’язане з ґрунтотворним процесом. Це корені та інші частини рослин різного ступеня розкладу; черепашки і кістки тварин, валуни, уламки гірських порід, шматочки цегли, вугілля, скла, заліза тощо. Оцінку величину біологічної маси проводять відносно до об’єму ґрунтового горизонту за такими градаціями кількості коренів: дуже рідкі –менше 5%; рідкі – 5–25; звичайні – 25–50; густі – більше 50% від об’єму ґрунту.
Підсумкові результати визначення морфологічних ознак профілю вписуються у відповідну графу бланку морфологічного опису ґрунту.
Тема: Физичні та водно-фізичні властивості грунтів
Мета: ознайомитися з методами аналізів загальних фізичних та водно-фізичних властивостей ґрунтів. Засвоїти розрахункові методи визначення пористості, запасів вологи та інших компонентів ґрунту
Питання для обговорення:
1. Структурність ґрунту і фактори, що її обумовлюють.
2. Щільність ґрунту та її показники.
3. Методи визначення щільності ґрунту та щільності твердої фази ґрунту.
4. Шпаруватість та її види.
5. Категорії ґрунтової води.
6. Способи виразу вологості ґрунту.
7. Водно-фізичні властивості ґрунту.
8. Грунтово-гідрологічні константи.
9. Поведінка і стан води у ґрунті. Доступність ґрунтової вологи для рослин.
10. Типи водного режиму грунту.
11. Фізико-механичні властивості (основні поняття).
Загальні фізичні властивості ґрунтів (щільність з непорушеною будовою, щільність твердої фази, шпаруватість) залежать від мінералогічного, механічного та хімічного складу. Вони суттєво впливають на процеси ґрунтоутворення та родючість ґрунту, тому є невід’ємною частиною їх генетичної, меліоративної та агрономічної характеристики.
За сприятливих погодних умов зразки ґрунту для визначення цих показників відбираються у ґрунтовому розрізі по генетичним горизонтам або шарам потужністю 10-20 см. Студенти працюють бригадами по 4 людини.
Хід роботи:
З кожного генетичного горизонту взяти пробу у бюкс, записати глибину відбору і відповідний номер бікса.
В лабораторії:
1. Відкрити кришку бюкса з сирим ґрунтом;
2. Зважити бюкс з ґрунтом на технічних вагах з точністю до 0,1 г;
3. Бюкс с ґрунтом залишити у сушильній шафі на 6 годин при t = + 105º;
4. Після висушування бюкс помістити в ексикатор;
5. Зважити бюкс з сухим ґрунтом на технічних вагах;
6. Розрахувати вологість ґрунту у % від маси сухого ґрунту .
7. Результати записати в таблицю (додаток 2).
Мета: за допомогою об’ємної маси визначити складання ґрунту досліджуваної ділянки.
При визначенні об’ємної маси у розрахунках використовують величину польової вологості ґрунту.
Хід роботи:
1. Ретельно, не порушуючи структуру, вирізати за допомогою сталевого циліндра з ґрунтового шару визначений об’єм ґрунту. Верхня та нижня поверхні ґрунту у циліндрі повинні бути врівень з краями циліндра. Заздалегідь визначають об’єм циліндра..
2. Визначити вологість відібраного зразка ґрунту, використавши його частину після зважування всієї маси сирого ґрунту з циліндра. Порядок визначення вологості – див. завд. 1 (пробу помістити в бюкс, зважити, висушити та знову зважити) Розрахувати вологість грунту (W%) та коефіцієнт вологості (KW).
3. Вирахувати масу сухого грунти, що взято циліндром – М:
М = М1* Кw,
де М1 –маса сирого ґрунту з циліндра.
4. Вирахувати об’ємну масу ґрунту за формулою:
dv = г/см3 ,
де: М – маса абсолютно сухого ґрунту, г;
V – об’єм ґрунту, см3;
dv – щільність ґрунту з непорушеним складом (або об’ємна маса ґрунту), г/см³
5. Результати визначення dv занести до таблиці (Додаток В).
Звернути увагу на значення щільності з непорушеним складом на водно- та воздухо-фізичні властивості ґрунтів (особливо на капілярну вологоємність та вміст повітря)
Щільності твердої фази ґрунту (синонім – питома вага грунту) – маса сухої речовини ґрунту в одиниці його справжнього об’єму (в одиниці об’єму твердої фази), г/см³.
Пробу грунту, відібрану квартуванням, розтерти в ступці та пропустити крізь сито з отворами 1 мм.
Масу абсолютно сухого ґрунту знаходять за формулою:
М =
або М = М0· * Кw,
де M0 – маса повітряно-сухого ґрунту;
W% – вміст гігроскопічної вологи у досліджуваному ґрунті, %.
Результати визначення d записати в таблицю (Додаток Г).
Шпаруватість ґрунту визначають на основі даних об’ємної маси та щільності твердої фази ґрунту за формулою:
де Рзаг. − загальна шпаруватість, % від об’єму ґрунту;
dv − щільність грунту з непорушеним складом , г/см³
d − щільність твердої фази грунту, г/см³
Для обрахування запасів вологи в будь-якому шарі грунту застосовується наступна формула:
Зw = W% . dv . h,
де: Зw – запаси вологи в ґрунті, т/га абом3/га;
W% - польова вологість ґрунту, % від маси сухого ґрунту;
dv – щільність ґрунту з непорушеним складом , г/см³;
h – товщина шару ґрунту, см.
Аналогічно можна вирахувати запаси (т/га) гумусу або інших речовин у ґрунті. Для виразу запасів вологи в мм треба запас вологи в м3/га поділити на 10. Визначивши запаси вологи в окремих шарах ґрунту можна (шляхом додавання) визначити запаси у всій товщі ґрунту.
За результатами аналізів складається зведена таблиця (Додаток Д).
Тема: Структура та фізико-механічні властивості грунтів
Методика роботи
1. Середній зразок ґрунту висипають на верхнє сито з діаметром отворів 10,00 мм і просівають через набір сит обережними обертовими горизонтальними рухами по 10 разів в обох напрямках.
Слід уникати вертикальних струшувань. Важливо пам'ятати, що завдання аналізування – сепарувати, розділити природні окремості, а не утворити їх штучно.
2. По черзі відділяють кожне сито, починаючи зверху, ще раз струшуючи обережним постукуванням долонею по ребру сита до звільнення застряглих в отворах агрегатів.
3. Кожну фракцію макроагрегатів (агрегатів, що залишилися на ситах) окремо зважують на лабораторних вагах з точністю до 0,1 г і розраховують її вміст у відсотках відносно маси
4. Результати зважувань і розрахунків записують у журнал, форму якого наведено у Додатку Б.
Таблиця 2 - Оцінка структурного стану ґрунту
|
Вміст агрегатів 0,25–10 мм,% від маси повітряно-сухого ґрунту |
Структурний стан |
|
>80 80–60 60–40 40–20 <20 |
Відмінний Добрий Задовільний Незадовільний Поганий |
За даними сухого просіювання обчислюють коефіцієнт структурності К:
K = ,
де А — сума макроагрегатів розміром від 0,25 до 10 мм, %;
В — сума агрегатів < 0,25 мм і грудок >10 мм, %.
Липкість ґрунтової маси – її здатність прилипати до інших тіл. Вона залежить від мінералогічного та гранулометричного складу ґрунтової маси, ступеня її зволоження та вмісту органічної речовини . Ця ознака, як правило, визначається при розминанні пальцями зразка ґрунту, що знаходиться у стані густого тіста (з водою).
Виділяють наступні якісні градації липкості ґрунтової маси:
|
Градації липкості |
Характеристика |
|
Нелипка |
при разминанні ґрунтової маси вона практично не пристає до пальців |
|
Слаболипка |
Ґрунтова маса пристає до пальців, але при цьому легко зчищається |
|
Липка |
Ґрунтова маса пристає до пальців, зчищається з них із зусиллям |
|
Дуже липка |
Ґрунтова маса дуже міцно пристає до пальців, зчищається з них з великим зусиллям |
Здатність ґрунту деформуватися, приймати надану йому в вологому стані форму без утворення тріщин та зберігати її після припинення зовнішньої дії називається пластичністю. Перезволоженим і сухим ґрунтам не властива пластичність. Вона виявляється при певній вологості. Пластичність залежить від механічного, хімічного та мінералогічного складу, а також від форми часток, які складають ґрунт. Верхньою межею пластичності ґрунту є вологість нижньої межі текучості, нижньою − вологість скачування ґрунту у шнур. Величину пластичності вимірюють числом пластичності (різницею у вмісті води, % при нижній межі текучості та межі скачування у шнур). В цьому інтервалі ґрунт деформується зі збереженням наданої йому форми, максимально набухає, має слабкий опір при зовнішній механічній дії (від коліс машин утворюються колії).
Визначення верхньої межі пластичності (W1) за допомогою балансирного конуса Васильєва (рис. 2). В підставку, вставляють металевий стаканчик діаметром 4 см і висотою 2 см, наповнений ґрунтом, який змішано з водою до робочого стану. Поверхню зразка ретельно вирівнюють, розмішують на ній конус, основу якого змазано тонким шаром вазеліну. Якщо протягом 5 с конус заглибиться на 10 мм, це означає, що запас вологи у ґрунті відповідає нижній межі текучості або верхній межі пластичності. При меншому заглибленні додають воду, при більшому — сухий ґрунт або підсушують зразок ґрунту, домагаючись вказаної глибини опускання конусу. Після цього відбирають в сушильний стаканчик зразок ґрунту і визначають його вологість. Повторність визначення двократна.
Рис. 2 – Конус Васильєва для вимірювання верхньої межі пластичності:
Визначення нижньої межі пластичності (W2). Після визначення верхньої межі пластичності ґрунтову масу підсушують перемішуванням або доданням сухого ґрунту. Скачують кульку діаметром 1 см і розкачують її на папері у шнур товщиною 3 мм. Якщо під час цієї операції шнур не розпадається, то ґрунт знову збирають у кульку і розкачують. Операцію повторюють, поки шнур через втрату надлишку вологи не почне розпадатися на дрібні шматочки (8—10 мм). Їх швидко збирають у сушильний стаканчик, і набравши 5−10 г ґрунту, визначають його вологість. Повторність визначення двократна. За цими даними обчислюють середні значення вологості, які відповідають нижній межі пластичності.
Для багатьох ґрунтів нижня межа пластичності, або межа розкачування у шнур, відповідає приблизно максимальній молекулярній вологоємкості. Число пластичності W дорівнює різниці у вмісті вологи при нижній межі текучості та межі розкачування у шнур.
Наприклад, W = W1–W2. Припустимо, що вологість нижньої межі текучості дорівнює 36%,межі розкачування – 18%. Число пластичності становитиме W = 36–18 = 18%.
За числом пластичності висновують про гранулометричний складґрунту (0– пісок, 0–7 – супісок, 7–17 – суглинок, більше 17 – глина).
На основі визначення заповнити таблицю Додатку 7.
За показниками пластичності та природної вологості обчислюють показник консистенції, або число консистенції:
К=,
де Wп.— природна вологість, %; W2 — нижня межа пластичності; W — число пластичності.
Запропоновано таку класифікацію ґрунтів за показниками консистенцій (В.А. Ковда, Б.Г. Розанов, 1988):
|
Грунти |
Показник консистенції |
Грунти |
Показник консистенції |
|
Супіски: |
Суглинки та глини: |
||
|
тверді |
<0 |
тверді |
<0 |
|
пластичні |
0—1 |
напівтверді |
0-0,25 |
|
текучі |
>1 |
тужаво пластичні |
0,25-0,5 |
|
м’ягкопластичні |
0,5-0,75 |
||
|
текучопластичні |
0,75—1 |
||
|
текучі |
>1 |
Структура звіту:
Титульний лист
Зміст
3.1 Визначення вологості та основних водних характеристик ґрунтів господарства (значення визначення вологості ґрунтів, описання методів дослідження – польовий, лабораторні, визначення вологості ґрунту та запасів вологи місця дослідження із заповнення таблиць - Додаток 2, 6) 3–5 с.
3.2 Фізичні властивості та структура ґрунту (значення визначення, методи дослідження, визначення агрегатного стану ґрунту методом Савінова та коефіцієнта структурності, об’ємної маси, питомої ваги твердої фази, шпаруватості ґрунту господарства із заповненням таблиць – додаток 3–6) 3-6 с.
3.3 Фізико-механічні властивості ґрунтів (значення визначення, методи дослідження, характеристика липкості, пластичності та інших фізико-механічних властивостей ґрунтів господарства) 1–3 с.
4. Заходи щодо поліпшення стану ґрунтів та зменшення негативного впливу на нього антропогенної діяльності на основі проведеної комплексної оцінки стану ґрунтів. – 1-2 с.
Додаток 1
Бланк морфологічного описання ґрунтового профілю
ПІБ студента__________________________________ Дата_________
|
Ґрунтовий горизонт, глибина, см |
Індекс горизонту |
Мазок |
Морфологічні ознаки |
|
Забарвлення та ступінь його однорідності: Особливості хіміко-мінералогічного складу: Новоутворення ( у тому числі біогенного походження): Включення: Характер скипання від НСl: Гранулометричний склад: Складання: Структура Орієнтовний вміст гумусу, % Межа з нижчерозташованим горизонтом (відносно рівна, хвиляста, язикувата) |
|||
|
Забарвлення та ступінь його однорідності: Особливості хіміко-мінералогічного складу: Новоутворення: Включення: Характер скипання від НСl: Гранулометричний склад: Складання: Структура Орієнтовний вміст гумусу, % |
Назва ґрунту (з зазначенням типу, складу ґрунтотворної породи): __________________________________________________________________
Додаток 2
Результати визначення вологості грунту
|
Глибина відбору зразка, см. |
№ бюкса |
Маса бюкса, г |
W%= А – С ________ 100 А – В |
Кw= 100 100+W% |
||
|
Порож-нього (С) |
З сирим грунтом (А) |
З сухим грунтом (В) |
А – В – маса вологи, г; В – С – маса сухого грунту, г; Kw – коефіцієнт перерахунку результатів лабораторних аналізів на абсолютно сухий грунт.
Додаток 3
Результатів аналізу структури за методом Савінова
|
Горизонт, глибина, см |
Вміст фракцій відповідного розміру (мм), % |
К% |
|||||||||||||||||
|
>10 |
10-7 |
7-5 |
5-3 |
3-2 |
2-1 |
1-0,5 |
0,5-0,25 |
<0,25 |
|||||||||||
|
m |
% |
m |
% |
m |
% |
m |
% |
m |
% |
m |
% |
m |
% |
m |
% |
m |
% |
||
M – маса, г, % від загальної маси грунту в пробі
Додаток 4
Результати визначення щільності грунту з непорушеним складом (dv), г/см³
|
Глибина відбору зразка, см. |
№ бюкса |
Маса ґрунту, г |
Висота циліндра h, см |
Радіус циліндра, r, cм |
Об’єм циліндра, V=Пr2 h, см³ |
dv = M V |
|
|
сирого (М1 ─ М ц) |
сухого |
Додаток 5
Таблица 8
Результати визначення щільності твердої фази грунту (d), г/см³
|
№ зразка |
Глибина відбору зразка, см. |
Наважка сухого ґрунту, г (Р) =М |
Вага пікнометра (г) |
Р d = ─── (Р+Р1) ─ Р2 |
|
|
з водою (Р1) |
з водою та ґрунтом (Р2) |
Додаток 6
Основні фізіичні властивості і запаси вологи в шарі досліджуваного грунту
|
Глибина відбору зразка, см. |
Польова вологість, % |
dv, г/см³ |
d, г/см³ |
Рзаг., % від об’єму ґрунту |
Запаси вологи, т/га |
Додаток 7
Визначення пластичності грунту
|
Межа текучості |
№ бюкса |
Маса бюкса, г |
W%= А – С ________ 100 А – В |
Число пластич-ності, % W1 –W2 |
||
|
Порож-нього (С) |
З сирим грунтом (А) |
З сухим грунтом (В) |
||||
|
Верхня W2 |
||||||
|
Нижня W1 |