Тихоненко Д.Г., Дегтярьов В.В. та ін. Практикум з грунтознавства

Подождите немного. Документ загружается.

оло

дни

комплекс ґр

нт

в,

ого агроном

чне значенн

ісля перемішування відбирають 10 мл і визначають вміст кальцію

комплексометричним методом. За різницею концентрації вихідного та

досліджуваного розчинів встановлюють кількість поглиненого кальцію

(

мг-екв на 100 г ґр

нт

). Далі перерахов

ють кількість допоглиненого

кальцію на CaC

для підзолистих ґрунтів та на CaS

O для со-

лонцюватих і обчислюють норму меліоранту в тонах на гектар ріллі

з урахуванням глибини орного шару та щільності ґрунту.

Ре

активи

2 н СаСl

; 0,2 н

(

)

Для зручності обліку результатів дослідження складу обмінних

катіонів користуються табл. 18.

8. Склад обмінно-

вібраних катіонів ґр

нт

№

зраз

ли

міст обмінних катіонів

г-екв/100 г ґрунту

тупінь

на

ич

ос

ті

сновами

тупінь

ич

ос

ті

альцієм

ума

ПЛИВ

КЛАДУ

БМІННИХ КАТІ

НІВ

НА ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

РУНТІ

ригот

вання зразк

в ґр

нт

в,

асичених різними катіонам

ро зміни фізико-механічних властивостей можна скласти уявлення,

якщо один і той же ґрунт штучно наситити різними катіонами та дослі-

дити зразки ґрунту на структурний стан (візуально), фільтраційну здат-

ність, липкість, зв’язність, реакцію ґрунтового розчину, стан колоїдів.

ід роботи

Для насичення ґрунту різними катіонами відсіяні струк-

урні агрегати ґрунту розкладають на лійки з фільтрами. Кількість зраз-

ків ґр

нт

визначається кількістю катіонів, якими б

де насич

ватися

даний ґрунт: по одному зразку ґрунту на кожний катіон. Кількість ґрун-

ту

для насичення окремими катіонами залежить від передбачених до-

ліджень з насиченими зразками. У зв’язку з цим вибирають необхідний

розмір лійок. Лійки з ґрунтом на фільтрах вставляють у штатив або на

конічні колби (місткістю 450—1000 мл) і, приливаючи по паличці неве-

икими порціями на кожну лійку 1 н розчини солей хлоридів, насичують

зразки ґрунту катіонами: F

Для запобігання механічному руйнуванню структурних агрегатів,

ґр

нт на фільтрі накривають фільтр

вальним папером

разки ґрунту насичують до повного витіснення катіона кальцію (за

инятком зразка, який донасич

ється кальцієм), виснов

ючи про повно-

у витіснення кальцію по його відсутності у фільтраті (проба з щавлево-

кислим амонієм). Як правило, насичення припиняють, якщо через ґрунт

профільтрувалося близько 500—700 мл розчину солі. Після насичення

ідповідними катіонами ґрунт на лійках необхідно три-чотири рази про-

мити дистильованою водою, даючи воді щоразу повністю профільтрува-

ися крізь ґрунт, щоб концентрація солей в насичених зразках стала ни-

жче порог

коаг

ляції. Насичені різними катіонами зразки прос

ють

використовують для подальших досліджень

ослідження фільтраційних властивостей ґрунт

Для вивчення в лабораторних умовах фільтраційних властивостей

ґрунту використовують зразки, насичені окремими катіонами. До ґрунту

на лійці з фільтром приливають по паличці дистильовану воду, підтри-

муючи в лійці над ґрунтом постійний рівень води. Через одинакові про-

міжки час

заміряють кількість води, яка профільтр

валася крізь зразки,

або підраховують кількість її крапель в кожний наступний відрізок часу.

Вплив склад

обмінних катіонів на ... властивості ґр

нті

обох випадках зручно користуватися пісковим годинником. Зробивши

20—30 одно-або двохвилинних підрах

нків води, яка профільтрeвалася

крізь ґрунт, будують графіки зміни швидкості фільтрації за часом (на-

носять на графіки криві фільтрації, одержані для кожного зразка ґр

нт

насиченого окремими катіонами): в певному масштабі на осі ординат

ідкладають кількість води, яка профільтрувалася через зразок ґрунту

за кожну наступну одиницю часу, на осі абсцис — інтервали відповідні

кожному наступному відрахунку; сполучаючи для кожного зразка точки

пересічення ліній, одержують характерні криві фільтрації, які наочно

люструють зміну фільтраційної здатності ґрунту в залежності від наси-

че

ння й

вним каті

иконавши роботу та побудувавши графік зміни швидкості фільтра-

ції в часі для зразків ґр

нт

, насиченого окремими катіонами, слід зро-

бити висновки. Для цього рекомендуємо дати відповіді на такі питання.

Яка початкова швидкість фільтрації у всіх зразків

Як змінювалася швидкість фільтрації з часом в зразках, насичених

дно-, дво- та т

ивалентними катіонами

Чому в зразках, насичених натрієм і калієм, фільтраційна здат-

ність з часом затухає

Як проходила фільтрація води крізь ґр

нт, насичений воднем,

магні

орівняйте те, що ви спостерігали в лабораторних

мовах, з анало-

гічними явищами у відповідних ґрунтах в природних обставинах.

изначення питомо

липкост

ґр

нт

разки ґрунту, насиченого різни-

ми катіонами, можна вико

истати

для визначення вплив

різних

катіонів на липкість ґрунту. Для цього

икористов

ють прилад констр

кці

М. І. Лактіонова (ППГ—1) (рис. 3)

Ри

с.

Пр

илад Лакт

онова (ППГ-1)

ля визначення липкості ґр

нт

— динамомет

р;

— стійки

;

— гвинтови

стрижень;

— пружи-

на динамометра

;

— металева дужка

;

— крюк;

— основа приладу;

— пази для кріплення формочки;

— м

тал

ва пластинка

;

— чашка формочк

агальне ґр

нтознавств

Хі

оботи. Частину ґрунту кожного з насичених зразків розтира-

ть

фарфоровій ст

пці і заміш

ють з водою до тістоподібного стан

риготовану ґрунтову пасту вмазують в циліндр. До циліндра з пастою

щільно прикладають підвішений диск (його вінця повинні повністю

півпадати з вінцями циліндра). Далі, провертаючи маховичок прила-

ду, відривають диск від поверхні ґрунту в цилінд рі. Показники шкали

мірою липкості. Для визначення питомої липкості ґрунту необхідно

еличину липкості (г) розділити на площу циліндра (см

). Результати ви-

значення липкості по кожному зразку та висновки записують в робочий

зошит, як і при визначенні фільтраційної здатності ґрунту. Обов’язковою

мовою одержання порівняльних рез

льтатів в різних зразках є одна-

кова консистенція ґрунту при замішуванні з водою, що контролюється

кон

сом Васильєва.

изначення зв

’

язност

ґр

нт

хом

стан

ід зв’язністю ґрунту розумі-

ть його здатність протистояти си-

і, яка намагається

оз’єднати його

астинки. Зв’язність ґр

нт

в пев-

ній мірі може служити відбиттям

його міцності (опор

роздавлюван-

ня), з якою частинки ґрунту утри-

муються одна біля одної.

Зв’язність ґрунту має велике

ільськогоспода

ське значення, бо

ід неї залежить ступінь складності

бробітку ґрунту, а також опір ко-

реням рослин

Зв’язність ґрунту, як і його лип-

кість, здатність до наб

хання, зале-

жить від гранулометричного складу

(

піщані ґрунти, менш зв’язані, ніж

линисті), від структурності, воло-

ості, а при однакових грануломет-

ричному складі і структурі — від

арактеру поглинених катіонів. В цьому можна впевнитися на досліді із

зразками того ж ґр

нт

, який б

в насичений різними катіонами

ід роботи. 1. Частину кожного насиченого зразка розтирають

ст

пці і заміш

ють

чашці до тістоподібного стан

. Використов

чи спеціальну форму, виготовляють з вологого ґрунту кубики розмі-

ром 2х2х2 см (по три кубики з кожного зразка ґрунту) і просушують на

Ри

с.

рилад Лактіонова (ППГ-2)

ля ви

ння

зв’язност

ґр

нт

Вплив склад

обмінних катіонів на ... властивості ґр

нті

повітрі до повітряносухого стану. 2. Просушені кубики розчавлюють

приладом ППГ-2 і після їх р

йн

вання відмічають по шкалі показник

зв’язності

(

кг/с

Рез

льтати вивчення вплив

обмінних катіонів на фізико-механічні

ластивості ґрунтів записують в табл. 19

9. Вплив обмінних катіонів на фізико-механічні властивості ґр

нті

Кат

іо-

ни

Граф

фі

льтрац

Забарвлення

і прозорість

фільтрат

тан

олоїд

ів

рН

водний

ипкі

ть

рунту,

см

в’язність

рунту,

см

ІЗИКА ҐРУНТ

ГРАНУЛОМЕТРИЧНИЙ СКЛА

ҐРУНТІВ І ПОРІ

ільшість ґрунтів формується на розсипчастих відкладах, які є про-

ктами вивітрювання, тобто р

йн

вання, перетворення та перевід-

кладів початкових щільних порід, і являють собою суміш мінеральних

асток

ізної величини, які називаються

ме

хан

чними

нтами

Існують декілька класифікаційних схем, за якими групують окремі час-

инки ґрунту. Широке поширення одержала класифікація механічних

елементів за Н. А. Качинським

(

табл. 20

асточки розміром понад 1 мм називають скелетом ґрунту

а до

мм —

рібноземом

Останній,

свою черг

, поділяють на фізичний

пі

сок

ізичну глин

о фізичного піск

відносять суму всіх часточок

озмі

ом 1—0,01 мм, а часточки менше 0,01 мм — до

ізичної глини

20. Класиф

кац

я механ

чних елемент

ів

ханічні

нти Розмір часток, мм

Ка

міння

раві

—

ісок: крупний

ередні

дрібний

0—0

5—0

25—0

ил: крупни

ередні

дрібний

05—0

01—0

05—0

Мул (гумус + глина)

гр

уб

ий

то

нки

0,001

—

0,0005

0005—0

000

олої

и <0

0001

Окремі фракції механічних елементів по-різному впливають на влас-

ивості ґрунту. Це пояснюється їх неоднаковим мінералогічним і хіміч-

ним складом та

ізними водно-

ізичними й

ізико-хімічними власти-

вос

тями

міння (>3 мм) складається переважно з уламків гірських порід.

рис

тність значної кількості таких часток

ґр

нті погірш

є його аг-

рономічні властивості. Наявність каміння у ґрунтах ускладнює їх об-

обіток, вико

истання сільськогоспода

ських машин і зна

ядь, заважає

появі сходів, розвитку та росту рослин тощо

ізика ґрунту. Гранулометричний склад ґрунтів і порі

На сла

окам’янистих ґрунтах прискорюється зношення ро

очої по-

ерхні знарядь обробітку. Середньо- і дуже кам’янисті ґрунти потребу-

ть спеціальних меліоративних заходів

Гравій (3—1 мм) складається переважно з уламків первинних міне-

ралів. Наявність його

ґр

нтах не перешкоджає обробітк

, але надає

м несприятливих властивостей — провальної водопроникності, дуже

низької во

опі

німальної з

атності та вологоємкості

Піщана фракція (1—0,05 мм) складена з уламків первинних міне-

ралів, і перш за все кварцу та польових шпатів. Для цієї фракції характер-

на висока водопроникність, вона не набрякає, не пластична, не наділена

бирною здатністю та ефектом коагуляції. На відміну від гравію піщана

фракція має вищ

вологомісткість, наділена малою висотою та великою

швидкістю капілярного підняття води. Тому природні піски, особливо

дрібнозернисті з вологоємністю понад 10%, придатні для вирощ

вання

ільськогосподарських культур

ракція крупного пил

(

0,05—0,01 мм

)

за міне

алогічним скла-

дом мало відрізняється від піщаної, тому їй притаманні деякі власти-

ості пісків. Вона не пластична, слабо наб

якає, схильна до запли-

ання, має невисоку вологоємність, але порівняно високу рухомість

капіля

ної води

ракція середнього пил

(0,01—0,005 мм) містить підвищен

кіль-

кість слюди, яка надає їй високої пластичності та зв’язності. Вона добре

трим

є волог

, але має невелик

водопроникність, не здатна до колоїд-

них явищ (коагуляції та пептизації), не бере участі в утворенні структу-

ри ґрунту, не входить до складу вбирного комплексу. Ґрунти, збагачені

на фракцію крупного та середнього пилу, схильні до запливання, ущіль-

нення, утворення кірки та плужної підошви. Їх водопроникність нерідко

буває незадовільною. Структура таких ґрунтів

недостатньо водотривка.

она легко розпорошується при обробітку

ракція дрібного пил

(0,005—0,001 мм) складається з вторинних

найтонших уламків первинних мінералів. Характеризується відносно

исокою дисперсністю, том

володіє рядом властивостей, які не прояв-

ляються у більш крупних фракціях. У ній чітко виявляється здатність до

коагуляції та структуроутворення. Фракція наділена вбирною здатністю

містить підвищену кількість гумусових речовин. Проте, при значному

місті у ґрунтах у вільному стані, надає їм несприятливих агрономічних

ластивостей. Такі ґрунти мають низьку водопроникність, високе, але

повільне, капілярне підняття, значний вміст недоступної вологи, високу

здатність до набрякання

вологом

стані та до зсідання,

щільнення

тріщинуватості у сухому. Містить хімічно зв’язану воду

ракція м

(<0,001 мм) складена переважно з високодисперсних

торинних мінералів, а з первинних у ній зустрічаються кварц, ортоклаз,

агальне ґр

нтознавств

мусковіт. Характеризується високою вбирною здатністю; містить багато

рганічних речовин та елементів зольного і азотного живлення рослин;

олодіє здатністю до агрегації; характеризується низькою водопроник-

ністю та слабкою водовіддачею; має велик

здатність до набрякан-

ня і дуже виражену схильність до коагуляції. Колоїдній частині даної

фракції належить особливо важлива роль у структуроутворенні. В коа-

гульованому стані вона забезпечує ґрунтам добру структурність, водо-

проникність, аерацію, малу здатність до прилипання, а у дисперговано-

му — несприятливі фізичні, фізико-механічні і водні властивості

изначення гранулометричного складу ґрунт

етодом піпетки у модифікації Н. А. Качинськог

(

МВВ 31-497058-010-2003

)

Тверда фаза ґрунту складається з мінеральних і органічних часток

різних розмірів і різного хімічного складу. У ґрунті механічні елементи

переважно з’єднані

агрегати, в межах яких є найрізноманітніші органо-

мінеральні частки. Від співвідношення механічних елементів та їх взає-

модії з навколишнім середовищем залежать фізичні властивості ґр

нтів

(

теплопровідність, водопроникність тощо). Ці фракції обумовлюють та-

кож вбирну здатність ґрунту, містять різну кількість поживних речовин

здійснюють великий вплив на опір ґрунту під час обробітку.

Гранулометричним складо

ґрунту називається процентне співвід-

ношення окремих механічних фракцій (піску, пилу, мулу).

Існує багато методів визначення гранулометричного складу. Одним

з найпоширеніших є метод піпетки, який ґр

нт

ється на врах

ван-

ні швидкості осідання часток різного розміру в рідкому середовищі

а відборі проб із с

спензії з глибини, яка визначається

залежності

ід розміру та щільності часток твердої фази при певній температурі

(

див. табл. 23

видкість падіння механічних елементів

(

м/c) обчислюють за

формулою Стокса

−

Pт

gr/V

—

радіус падаючої частки,

;

— щільність падаючої частки

г/м

;

р —

устина рідини, в якій проводять аналіз, кг

;

—

прискорення сили тяжіння при вільном

падінні тіла (9,81 м/

);

η — в’язкість рідини, кг/м·с

ри розрах

нках приймають такі величини щільності та в’язкості

оди за Лантольдом-Берштейном (табл. 21)

Фізика ґр

нт

. Гран

лометричний склад ґр

нтів і порі

21. Г

стина та в’язкість води в залежності від температ

ри

емперат

ра,

ільність води, г/м

В’язкість води

–1

10,0

0,999

0,01301

998713

01038

99852

0100

20,0

0,998230

0,01002

99768

00950

997071

008948

0,996400

0,0084

995673

007998

еличину щільності твердої фази визначають безпосередньо або ко-

ристуються відомими табличними даними (табл. 22)

22. Щільність твердої фази ґр

нт

різних типів, кг/

ли

ина

егк

ґрунти

сіх типі

дзолист

та оп

дзо

ен

(с

сов

ґрунти

)

орноземи

вичайн

гли

бо

орноземи

південні

Каштан

ві

рунти

ур

ґрунти

Червоноземи первинн

а н

ез

миті

Солонц

—2

—4

—

100

2,6

2,65

2,6

2,80

нача

ть

а тип

ґрунту, у зоні якого

формуються солонці

ід визначення.

ля аналіз

відбирають середню проб

повітряно

ухого зразка масою 100—150 г. Ґрунт поступово частинами розтирають

у ступці товкачем з гумовим наконечником, потім просіюють крізь сито

з отворами 1 мм. Частинки ґрунту, які лишилися на ситі і не піддаються

розтиранню, зважують. З просіяного ґрунту відбирають наважку масою

10—15 г для визначення гігроскопічності (для подальшого перерах

нк

результатів аналізу на абсолютно сухий ґрунт) та втрат під час проми-

ання. Для легких ґр

нтів рекоменд

ється збільшити наважк

до 20 г.

Як правило, для визначення гранулометричного складу ґрунту

е-

ть наважк

близько 10 г і 10% розчином НСl якісно визначають

агальне ґр

нтознавств

присутність карбонатів. Якщо виділяються бульбочки С

о ґрунт кар-

бонатний. Карбонати р

йн

ють, змоч

ючи наважки ґр

нт

фарфоровій

ашці 0,2 н HCl, доки не припиниться виділення С

При відсутності

карбонатів або відраз

після їх р

йн

вання ґр

нт переносять

хімічн

клянку місткістю 100 мл, малими порціями (10—15 мл) додають роз-

ин 0,05 н HСl, перемішують скляною паличкою і після відстоювання

бережно по паличці зливають освітлену рідину на лійку з паперовим

фільтром, доки у цій рідині не будуть визначатися іони кальцію. Для іх

иявлення збирають у пробірку 2—3 мл фільтрату, нейтралізують його

10%-ним

озчином NH

OH (до ясного запаху), підкислюють двома-

рьома краплями 10%-ного розчин

оцтової кислоти, додають декілька

крапель розчину щавлевокислого аммонію ((NH

)

) підігрівають до

кипіння. Відс

тність

пробірці білого осад

після закипання свідчить

про повноту витіснення кальцію з ґрунту.

ри витісненні обмінних катіонів відбувається реакція за такою фор-

мулою

ісля насичення ґр

нт

іоном водню, його відмивають від надлишк

HСl у тій же склянці дистильованою водою методом декантації. Про-

мивають ґрунт доти, поки у фільтраті не залишиться іонів хлору (проба

розчином азотнокислого срібла з підкисленням двома-трьома краплями

10%-ного розчину азотної кислоти). Якщо фільтрат покаламутніє (що

відчить про р

хомість колоїдів), відмивання від хлор

припиняють.

отім водою з промивалки змивають з фільтру ґрунт крізь лійку у коніч-

колб

місткістю 750 мл (рис.

). Скляною паличкою знімають з філь-

ру частинки, що прилипли, зволожують його водою та двічі або тричі

іджимають

колб

. Заливають дистильован

вод

до третини об’єм

додають 4—5 мл 1 н розчину NH

OH, щоб зв’язати увібраний водень.

Одержану суспензію кип’ятять протягом однієї години, закривши колбу

пробкою зі зворотним холодильником (рис. 5

ід час кип’ятіння ґрунтові агрегати механічно руйнуються. Суспен-

зію охолоджують і крізь сито з отворами 0,25 мм переливають у літро-

ий цилінд

. Частинки, які п

илипли до дна та стінок колби, змивають

малими порціями води з промивалки (рис.

)

. Частинки >0,25 мм на

иті також ретельно промивають водою. Потім у циліндр доливають

од

до позначки 1000 мл. Частинки, які залишилися на ситі (фракції

розміром від 1,0 до 0,25 мм), змивають промивалкою у чашку, надлишок

оди з неї обережно зливають, а чашку ставлять на піщану баню для

ипарювання води.