Определение структурности почвы
02.09.2012
Почва слагается из частиц различной крупности, различных по минералогическому и химическому составу, обладающих неодинаковой активностью в отношении проходящих в почве физико-химических и биологических процессов. Водный, пищевой, воздушный режим почвы и условия роста растений в сильной степени связаны с гранулометрическим составом почвы.
Элементарные частицы почвы в естественном состоянии соединены в сложную систему микро- и макроагрегатов. Это агрегатное состояние динамично, а изменение его влечет за собой изменения и физических свойств и микробиологических процессов почвы. Элементарный механический состав почвы значительно менее динамичен, изменения его можно отметить лишь за более или менее продолжительный период.
Для характеристики гранулометрического состава почвы, кроме структурного (макроагрегатного) анализа, проводят механический и микроагрегатный анализ.
Задачей структурного анализа является определение количества агрегатов почвы и их устойчивости против размывания. Наиболее широко применяется определение структурности почвы рассевом ее на ситах и определение количества водопрочных отдельностей по методу Н.И. Саввинова.
Ниже приведено описание структурного анализа по методу Саввинова с изменениями С.В. Астапова.
Для правильного определения необходимо для рассева брать навеску почвы до 2,5 кг, но не менее 1,5 кг. Почву подсушивают на воздухе. При наличии глыб крупнее 2 см их осторожно разрушают пальцами на отдельности величиной до 1 см.
Навеску почвы осторожно просеивают через набор сит (диаметр сит - 20 см) с отверстиями диаметром в 10; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм, перенося почву на верхнее сито порциями в 100-200 г. При просеивании на колонку сит надевают крышку и поддонник во избежание потерь. Закончив рассев очередной порции почвы, пересыпают отдельные фракции из сит в коробки или чашки и, собрав колонку сит, приступают к рассеву следующей порции.
По окончании просеивания всей навески почвенные фракции взвешивают на технических весах и вычисляют процентное содержание каждой фракции в почве (при данной влажности).
Для определения количества прочных структурных отдельностей из отсеянных фракций почвы составляют навеску в 50 г так, чтобы в нее входили все выделенные просеиванием фракции пропорционально процентному содержанию каждой из них; таким образом, при общей навеске в 50 г число граммов каждой фракции в навеске должно равняться численно половине процентного содержания фракции. Вес навесок должен составлять ровно 50 г; полезно проводить контрольное взвешивание для того, чтобы своевременно устранить возможные ошибки. Для размывания на ситах приготовляют две средние пробы.
Составленную таким способом навеску почвы помещают в литровый цилиндр и медленно увлажняют почву до полной ее влагоемкости. Для этого приливают воду по стенке цилиндра с тем, чтобы почва постепенно увлажнялась снизу и в комках не оставалось защемленного воздуха, который может в дальнейшем разрушать комки. Увлажненную почву в цилиндре оставляют в покое на 10 мин. За это время подготовляют колонку из пяти сит с отверстиями в 0,25; 0,5; 1; 2 и 3 мм без поддонника и крышки. Сита скрепляют за наружные ушки, чтобы колонка не распалась во время определения. Колонку сит погружают в сосуд (например, ведро) с водопроводной водой так, чтобы над верхним ситом оставался слой воды около 10 см. После этого цилиндр с почвой доливают водой, наклоняя его для лучшего удаления пузырьков воздуха из почвы, и плотно закрывают пришлифованной стеклянной или каучуковой пластинкой так, чтобы под ней не оставалось пузырьков воздуха. Затем перевертывают цилиндр вверх дном и ждут, пока основная масса агрегатов почвы упадет на плотно прижатое к верхнему обрезу цилиндра стекло. Переворачивают цилиндр обратно и ожидают падения почвы на дно. Таких переворачиваний делают 10 в одну сторону и 10 в другую.
После этого, не сдвигая стекла, цилиндр опрокидывают над ситами и погружают его горловиной в воду над верхним ситом в колонке, держа над ситом на высоте около 5 см. Под водой сдвигают пришлифованное стекло и открывают цилиндр. Агрегаты почвы проходят слой воды в цилиндре и падают на верхнее сито. Через 5-10 сек. цилиндр Закрывают под водой стеклом и убирают.
Просеивают почвенные агрегаты путем встряхивания сит, поднимая набор сит в воде (но так, чтобы не обнажать комков почвы на верхнем сите) и затем быстрым отрывистым движением опуская сита на 3-4 см. Через 2-3 сек. движения повторяют. После 10 встряхиваний снимают верхние два сита и продолжают встряхивать нижние три сита еще пять раз.
Оставшиеся на ситах агрегаты смывают струей воды из промывалки в большие фарфоровые чашки. После оседания почвенных агрегатов на дно чашек осторожно сливают из чашек воду и переносят агрегаты почвы в небольшие фарфоровые чашки или алюминиевые стаканчики для сушки. Чашечки или стаканчики с почвой хорошо высушивают на водяной бане ИЛИ в термостате при 60-80° и оставляют стоять на ночь, чтобы почва пришла в воздушно-сухое состояние, а затем взвешивают на технических весах.
Вес каждой фракции агрегатов в граммах умножают на 2 (поскольку расчет производится на 100 г почвы, а для анализа взято 50) и получают процентное содержание водопрочных агрегатов в почве. Содержание фракции менее 0,25 мм определяют по разности. Определение необходимо проводить с двухкратной повторностью. Разница между параллельными определениями обычно не превышает 3-4%.
Для характеристики почвы приводят обычно данные о содержании водопрочных агрегатов. Содержание их (крупнее 1 мм) в структурном черноземе может достигать 50-60%, в то время как на старопашке количество их может понижаться до 4-10%.
При сравнении результатов анализов, проводившихся в разное время, необходимо иметь в виду, что содержание различных фракций за вегетационный период подвергается некоторым изменениям. Структурность почвы существенно изменяется под влиянием посева трав, внесения извести, орошения.
В первоначально описанной в 1931 г. Н.И. Саввиновым методике средняя проба воздушно-сухой почвы не включала фракцию менее 0,25 мм, таким образом, на ситах размывается навеска менее 50 г. Среднюю пробу не подвергают капиллярному насыщению, но прямо всыпают в цилиндр, заполненный водой, и оставляют на 10 мин. до начала переворачивания. Следует отметить, что любое изменение методики, замена сит, изменение энергии или числа встряхиваний почвы на ситах и т. п., может существенно отразиться на результатах анализа. Для получения сравнимых данных порядок работы должен строго выдерживаться.
