Фізика ґрунтів, перший модуль

Модуль 1.
1. Фізика ґрунтів як наука, її складові і місце в системі ґрунтознавчих наук.
Фізика грунтів - одна з основних самостійних дисциплін в циклі наук про грунти,яка вивчає фізичні властивості,процеси і режими грунту,що відображають взаємозв'язок з навколишнім серидовищем.Складовими її є: фізика твердої фази грунту,гідрофізика грунтів,теплофізика грунтів,фізика газової фази грунту,фізика приземного шару повітря.
2. Об’єкт і предмет дослідження, завдання фізики ґрунтів як науки.
Об’єкт – тверда, рідка і газова фаза ґрунту. Предмет – склад і властивості основних фаз ґрунту; вивчення динаміки або зміни фізичних властивостей ґрунтів, яка в першу чергу залежить від взаємодії між трьома фазами ґрунту. Завдання фізики ґрунтів – якнайповніше вивчити стан і структуру ґрунту, основні процеси, що протікають в ґрунті саме як явища фізичні. Це необхідно, з одного боку, щоб всесторонньо розуміти процеси, що проходять в ґрунті, а з іншого боку, знання фізики процесів є необхідним моментом для побудови фізично обґрунтованих математичних моделей різноманітного масштабу і використання.
3. Місце фізики ґрунтів в системі географічних, ґрунтознавчих і сільськогосподарських наук.
Місце фізики грунтів займає важливе значення в географічних,грунтознавчих і сільскогосподарських науках.Наприклад, агрофізичні дослідження використовують для розробки нових і вдосконалення старих агроприйомів збереження грунтової вологи,покращення теплового режтму грунтів,встановлення кращих способів посіву,швидкість і якість обробітку грунту.
4. Розкрийте взаємозв’язки фізики ґрунтів з математичними, природничими, технічними та сільськогосподарськими науками.
Найбільш тісний контакт фізика грунтів як наука має з землеробством,меліорацією,основним завданням яких є тимчасове чи корінне покращення фізичних властивостей грунтів для сільськогосподарського використання. Теоретичні основи фізики грунтів спираються на такі фундаментальні науки як фізика,математика,фізична і колоїдна хімія .
5. Коротка історія зародження і розвитку фізики ґрунтів як науки.
Витоки науки – на початку використовувалася для потреб землеробства і була направлена на розробку певних заходів обробітку ґрунту, для вирощування певних с/г культур. Перші спроби узагальнення вчень сягають в глибоку давнину, в період зародження землеробства (Арістель і Теофраст (4 ст. до н.е.), Катон, Варрон, Пліній старший, Вергілій – 1 ст. до н.е.). Певні фізичні властивості ґрунтів, наприклад, враховувалися при зборі податків у Київській Рус, пізніше, в Московському царстві були заведені так звані “Писцовые книги” де враховувалися певні види земельних угідь: “добрые”, “средние”, “худые” і “добре худые”; “некось”, “тростник”, “земля камениста” і т.д. 15-16 ст, - “Домострой” – подавалися певні дані щодо оброки ґрунтів. Науковий підхід пов’язаний з книгою М. Ломоносова “О слоях земних”. Ломоносов вважав, що ґрунт сформувався з порід під впливом біоти. В цій книзі вчений вперше робить спробу класифікації ґрунту за гран складом, солями в ґрунті: чорнозем, пісок, глина різних родів, мул або глина, кам’яні голі гори, самосадка, солончаки і т.д. На початку 18 ст. в університетах Зах. Європи починають вивчати курси агрономії і курси ґрунтознавства й разом з цим перші основи щодо фізики ґрунтів. Наступний етап пов’язаний з іменем Матвія Афоніна, який зокрема вказує на полідисперсність і біологічну природу ґрунту. “Ґрунти складаються з окремих частинок і від води рихлішими стають”. Він виділяв 8 різних чорноземів: глинистий чорнозем, лісний, на смолу схожий чорнозем, болотний чорнозем і т.д. Ідеї Афоніна розвивав Іван Комов, який створив капітальну працю – “О земледелии”. Практично він був одним із перших, хто сформулював принцип гранулометричного аналізу ґрунтів шляхом розділення різних фракцій водою. Кращим з ґрунтів він вважав чорнозем, тому що він структуриний. Першим дійшов до структурних меліорацій, крім того він наголошував про важливість впливу гумусу на структурність ґрунтів, також зазначив вплив оранки на структуру ґрунту. За кордоном центрами розвитку ґрунтознавчої науки були Німеччина та Англія, а найзначнішим вченим періоду кінця 18 початку 19 ст. був Альфред Тьєр. На поч. 19 ст він випустив працю “Раціональні основи сільського господарства”, де вперше оцінив роль органіки ґрунту в родючості, створенні структури. Він вважав, що гумус покращує властивості ґрунту і є “їжею для рослин”. В Росії послідовнико Тьєра був М.Г. Павлов, який пізніше довів, що не лише вміст гумусу впливає на врожайність, а й повітря, тепло й волога; вперше запропонував те, що органіка повинна мінералізуватися; щодо с/г він був проти трипілля й монокультури. Розглядав можливість забезпечення ґрунту сидеритами. В Англії долучився Деві, в Німеччині – Шюблер. Обоє значну увагу приділяли агрофізиці й агрохімії. Шюблер описував практично всі властивості ґрунтів окрім гран складу, зокрема один з приладів Шюблера для визначення липкості ґрунтів в незначній модифікації використовується і в теперішній час. Починаючи із середини 19 ст. інтерес до фізики ґрунтів зменшився у зв’язку із розвитком хімії рослин. Проти цього виступив був Ліновський , який наголосив, що не лише хімічні речовини можуть привести до зростання врожайності. Він дійшов висновку, що ефективна ді хімічних речовин можлива лише за сприятливих агрохімічних властивостей. Желєзнов проводив досліди на стискування і розклинювання, відомий його пристрій “Лом Желєзнова”. Шумахер в 1864 р. випускає книжку “Фізика ґрунтів”. Вольні видавав журнали про аналітичні методи дослідження фізичних властивостей ґрунтів, але допускав неточність: він вважав, що варто змінити одну властивість і ми отримаємо інший ґрунт, що є неправильно; вивчав всі зразки ґрунту з порушеною структурою. Великий внесок у агрофізику зробив проф. Костичев. Борисяк вивчав ґрунти Слобожанщини. Сибірцев – запропонував шкалу класифікації ґрунтів за гранскладом, яка ґрунтується на співвідношенні фізичної глини і піску. В 20-х роках Дояренко проводив низку дослідів із вивчення динаміки фіз. властивостей ґрунтів і зокрема сконструював багато приладів (досліди проводив на полях із різними сівозмінами). Н.А. Качинський створив кафедру фізики і меліорації ґрунтів у МГУ. Ним були проведені фундаментальні дослідження фізичної фази ґрунтів. Лєбєдєв, Гедройц, Архипов, Каратаєв і т.д.
6. Генезис і фізика ґрунтів. Генезис грунтів – походження, утворення, розвиток г. і всіх належних їм особливостей (будова, склад, властивості та сучасні режими). Подібно тому як Ч. Дарвін вперше пояснив походження та еволюцію видів рослин і тварин, Докучаєв вперше пояснив походження та географічне розмаїття ґрунтів як особливого світу природних тіл, які він назвав "четвертым царством природы".Фізика грунту – розділ грунтознавства, який вивчає фізичні процеси (механічні, теплові, гідрологічні та ін.), що протікають в г. та властивості г., зумовлені цими процесами.Займається вивченням: гранулометричний і агрегатний склад, структурний стан, питома і об'ємна вага, пористість, повітряні, водні, теплові, електричні і радіоактивні властивості
Багато фізичні властивості грунтів і гірських порід, що мають важливе значення для розвитку рослинності, залежать від їх механічного складу. Від нього залежать такі властивості, як структурність, водно-повітряний і тепловий режими, деякі хімічні властивості. Тому важливе значення має класифікація грунтів і порід за їх механічним складом .Грунти і різні гірські породи складаються з частинок, або механічних елементів, самого різноманітного розміру і в різних поєднаннях. Під механічним складом грунтів і порід розуміють відносний вміст у грунті або породі частинок різної крупності, незалежно від їх мінералогічного і хімічного складу. Для характеристики грунтів і порід за механічним складом необхідно знати: а) на які механічні елементи слід розчленувати грунт або породу, б) як врахувати кількісний вміст цих механічних елементів і в) на які групи за механічним складом слід розділяти грунту і породи на підставі співвідношення в них механічних елементів різного розміру.
7. Особливості ґрунту як природного фізичного тіла. Ґрунт це фізичне тіло всередині якого відбуваються процеси переносу речовин і енергії, процеси сорбції і десорбції й ін. З точки зору фізики ґрунт – це гетерогенна багатофазова дисперсна система з певними умовами на границях (верхній і нижній), що володіє властивістю акумулювати і виділяти, проводити і трансформувати матерію та енергію. Ці процеси лежать в основі здійснення ґрунтом його основних функцій в біосфері. Це, перш за все: 1) основа біологічної продуктивності. 2) якість навколишнього середовища, перш за все у відношенні здоров’я рослин і тварин (людини) 3) збереження і підтримання біорізноманіття.
8. Прикладне значення фізики ґрунтів для сільського господарства.
Вивчення фізики ґрунтів значною мірою впливає на ведення сільського господарства. З удосконаленням своїх знань про фізичні властивості ґрунту як багатофазової системи ми можемо значно ефективніше вести сільське господарство. Так, наприклад, щільність ґрунту значною мірою впливає на ріст і розвиток кореневих систем рослин і, відповідно, з удосконаленням нашого знання про щільність будови ґрунту ми зможемо значно ефективніше планувати посіви. Також, варто розуміти той факт, що вивчення, наприклад, тої ж щільності твердої фази з часом дасть можливість знаходити оптимальні діапазони щільності для певних видів рослин і відповідні методи для приведення ґрунту у цей оптимум, адже ми знаємо, що якщо ґрунт є переущільненим, то значить в ньому мало пор, відповідно в такому ґрунті мало як води, так і повітря, а при випаданні дощу ця невелика к-сть пор швидко заповнюється водою к-сть повітря зменшується до мінімуму, що теж негативно впливає на ріст і розвиток рослин. Також, якщо ґрунт є занадто пористим, то це теж негативно впливає на ріст і розвиток рослин, адже кореневі системи рослин не маю доброго контакту з твердою фазою ґрунту, а якій міститься багато елементів живлення. Велике значення для c/г має і вологість ґрунту. Вона визначає періоди прогрівання ґрунту, а також відповідає за утримання тепла. Також, важливе значення вона має і при оброблюванні ґрунту ґрунтооброблювальною технікою, адже при підвищеній вологості ґрунту набагато вища ймовірність переущільнення при обробці. Не варто забувати й про вивчення структури ґрунту, адже вона, хоч і не впливає на рослини безпосередньо, та впливає опосередковано – через формування повітряного, водного, теплового режимів ґрунту... Таких прикладів можна наводити безліч, в загальному варто лише відмітити, що детальне вивчення фізичних властивостей ґрунту дасть можливість якнайкраще використовувати потенціал ґрунту для вирощування на ньому найрізноманітніших сільськогосподарських культур.
9. Значення фізики ґрунтів для меліорації.
Водні властивості та режим ґрунтів дуже динамічні в часі і податливі до зміни методами агротехніки і меліорації. Сучасні меліоративні заходи повинні будуватися на строго науковій основі, за затвердженим проектом. Необхідне глибоке знання властивостей меліорованих ґрунтів, так як різні ґрунти вимагають до себе і різних підходів; Комплекс карт повинен супроводжуватися вивченням динаміки і складу ґрунтових вод, ретельними аналізами властивостей ґрунту: хімічними, фізико-хімічними, біологічними, агрохімічними та фізичними, причому хімічні, фізико-хімічні і фізичні властивості (при зрошувальних заходах) повинні досліджуватися до глибини мінімум 4 м або до рівня ґрунтових вод, якщо він вищий зазначеної глибини. Особливо мало уваги при меліоративних роботах приділялося фізичним властивостям грунту. Ці властивості ґрунтів і породи потрібно покласти в основу меліоративних заходів: при виробленні режиму зрошення, зрошувальних і поливних норм, промочування ґрунту на задану глибину, промиванні вторинно засолених та інших ґрунтів (при зрошенні), а також при встановленні меж доцільного зниження рівня ґрунтових вод, глибини і розстановки дренажів та інших осушувальних меліорацій. Досвід роботи кафедри фізики і меліорації ґрунтів МДУ показує, що однією трамбівкою дна і стінок каналу при їх зволоженні до робочого стану можна знизити фільтраційні втрати води з каналів в 10 разів.
10. Прикладне значення фізики ґрунтів для будівництва і промисловості.
11. Основні фази ґрунту, та їхнє співвідношення.
Фаза – це фізично однорідна область в межах однієї системи. Система, яка складається з однієї речовини може бути фазою – гомогенною. Така система це, наприклад, вода, шматок льоду і т.д. Разом з тим, система, яка скл. з 1 речовини може бути і гетерогенною (вода і в ній лід) – включає 2 фази (тверду і рідку). Є всі підстави говорити, що ґрунтовий розчин є фазою. Таксамо ґрунтове повітря це теж фаза. Ґрунти складаються з трьох фаз – твердої, рідкої і газової. Важливим є співвідношення між цими трьома фазами. Ідеально – 50:25:25. Залежно від природних умов, характеру рослинності, антропогенного чинника ці співвідношення між фазами змінюються.
12. Тверда фаза ґрунту. Тверда фаза ґрунту - це полідисперсна і полікомпонентна органо-мінеральна система, яка утворює твердий каркас ґрунтового тіла. Вона складається із залишків мінералів або уламків гірських порід і вторинних продуктів ґрунтоутворення - рослинних решток, продуктів їх часткового розкладу, вторинних глинистих мінералів, простих солей та окисів елементів, утворених під час вивітрювання породи на місці або принесених зі сторони агентами геохімічної міграції різноманітних ґрунтових новоутворень.
Тверда фаза ґрунту характеризується відповідним гранулометричним, мінералогічним і хімічним складом, щільністю складення, структурою, пористістю (шпаруватістю).
Тверда фаза ґрунту - це його основа (матриця), яка формується в процесі ґрунтоутворення з материнської гірської породи, у значній мірі зберігає її склад та властивості.
13. Дисперсність та ієрархічні рівні організації ґрунту. Дисперсна фаза – це частинки, що розподілені в середовищі. Дисперсне середовище – це матеріальне середовище, в якому знаходиться дисперсна фаза.
Дисперсність ґрунту зумовлена тим, що між частинками ґрунту є вода та повітря. Розанов в свій час виділив шість послідовних рівнів організації ґрунту: - атомарний
- кристало-молекулярний,
- агрегатний,
- горизонтний,
- профільний,
- асоціаційний. Воронін говорив, що ця концепція ієрархії не повністю відображає специфіку і теж запропонував дещо модернізовану структуру рівнів: - молекулярно-іонний – процеси, що відбуваються на цьому рівні є дуже важливими – впливають на взаємодію ЕҐЧ, на вищі рівні організації, зумовлюють взаємодію і т.д. Суттєво впливають на формування ґрунтового профілю. - ЕҐЧ – визначає особливості структури ґрунту.
- агрегатний – утворюється в результаті взаємодії ЕҐЧ в процесі ґрунтотворення. В результаті цього процесу формуються спеціальні для кожного ґрунту агрегати. - горизонтний – утворюється в результаті взаємодії і способу організації (упаковки) ЕҐЧ, агрегатів і ґрунтових новоутворень
- ґрунтового індивідууму – система взаємодіючих між собою генетичних горизонтів. Дуже часто через нечіткість границь ставиться під сумнів виділення ґрунтового індивідууму. - рівень ґрунтового покриву – організація і взаємодія між собою ґрунтових індивідуумів. Говорячи про рівні організації слід пам’ятати, що вони знаходяться у розвитку і взаємодії між собою.
14. Міжфазові поверхні ґрунту, їхнє значення для властивостей ґрунтів.
15. Сили, що діють на міжфазових поверхнях ґрунту.
16. Розкрити суть поняття про подвійний електричний шар. Подвійний електричний шар (ПЕШ)-тонкий шар на межі двох фаз із просторово розділених електричних зарядів протилежного знаку. ПЕШ складається з йонів одного знаку, які міцно зв'язані з дисперсною фазою (потенціалвизначальні йони), і еквівалентної кількості протилежно заряджених йонів, які знаходяться у рідкому дисперсійному середовищі біля міжфазної поверхні (протийони).Заряд на поверхні твердої фази розглядається як поверхневий заряд. Утворення ПЕШ суттєво впливає на стійкість дисперсних систем, змочуваність тіл, адсорбцію, коефіцієнт тертя на межі двох фаз та інші властивості міжфазної границі і відповідно, процеси, які пов'язані з міжфазними ефектами.
17. Тверда фаза, генезис і властивості ґрунтів. Тверда фаза ґрунту – це його основа (матриця), яка формується в процесі ґрунтоутворення з материнської гірської породи, у значній мірі зберігає її склад та властивості. Це полідисперсна й полікомпонентна система, що утворює твердий каркас ґрунту. Вона складається з первинних і вторинних мінералів, органічних залишків, частково розкладених і перетворених у гумус. Загальними фізичними властивостями ґрунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного ґрунту і його пористість. Щільність твердої фази - інтегрована щільність всіх компонентів твердої фази ґрунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки). Щільність ґрунту - маса одиниці об'єму ґрунту в непорушеному і сухому стані. Щільність ґрунту - маса одиниці об'єму ґрунту в непорушеному і сухому стані. Завдяки наявності пор, виповнених повітрям, щільність ґрунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Пористість ґрунту - сумарний об'єм всіх пор між частками твердої фази одиниці об'єму.
18. Елементарні ґрунтові частинки.
Первинні ґрунтові часточки, представлені мінеральними зернами, органічними та органо-мінеральними гранулами, що вільно суспендуються у воді після руйнування клейких матеріалів, називаються механічними (гранулометричними) елементами або елементарними ґрунтовими частинками (ЕҐЧ). Гранулометричний склад переважної більшості ґрунтів приблизно на 90% представлений ЕГЧ мінеральної природи. ЕГЧ можуть мати будь-яку геометричну форму: шар, куб, призма тощо
19. Генезис елементарних ґрунтових частинок.
20. Властивості елементарних ґрунтових частинок. Первинні ґрунтові часточки, представлені мінеральними зернами, органічними та органо -мінеральними гранулами, що вільно суспендуються у воді після руйнування клейких матеріалів, називаються механічними (гранулометричними) елементами або елементарними ґрунтовими частиками (ЕГЧ). Основною є класифікація елементарних ґрунтових частинок за Н. Л. Качинським. Крім того, М.М.Сибірцев усі механічні елементи ґрунту поділив на дві групи фракцій: фізичний пісок (>0,01 мм) і фізичну глину (<0,01 мм), відокремивши в складі ЕГЧ скелет (часточки крупніші 1 мм) і дрібнозем (менші 1 мм). Кожна фракція володіє певними характерними властивостями, по різному впливає на властивості ґрунтів. Фракція каміння представлена переважно уламками гірських порід. За тином каменястості ґрунти можуть бути валунні, галечникові та щебенюваті. Гравій-складається з уламків первинних мінералів. Високий уміст гравію в ґрунтах створює несприятливі властивості, такі як низька вологоємність, провальна водопроникність і відсутність водопідйомної здатності. Піщана фракція - складається з уламків первинних мінералів-кварцу та польових шпатів. Ця фракція володіє високою водопроникністю,не набухає, не пластична, а також володіє деякою вологоємністю та капілярністю. Мул складається переважно з високодисперсних вторинних мінералів. Мулиста фракція займає провідне місце у формуванні фізико-хімічних властивостей ґрунтів.
21. Класифікаційні шкали елементарних ґрунтових частинок.
22. Класифікація елементарних ґрунтових частинок за Н.А. Качинським.
Ефективний діаметр механічних елем, грун мм
Механічний елемент

Більше 3
Камяниста частина грунту

3-1
1-0,5
Гравій
Пісок грубий

0,5-0,25
0,25-0,05
Пісок середній
Пісок дрібний

0,05-0,01
0,01-0,005
Пил грубий
Пил середній

0,005-0,001
Менше 0,001
Пил дрібний
мул

0,001-0,0005
0,0005-0,0001
Менше 0,0001
Мул грубий
Мул тонкий
Мул колоїдний

Більше 0,01
Менше 0,01
Фізичний пісок
Фізична глина


23. Гранулометричний склад ґрунтів.
Гранулометричним складом ґрунту називають відносний по масі вміст груп частинок або фракцій ґрунту різної величини, вираженої у відсотках до загальної маси абсолютно сухого ґрунту. Для його визначення проводиться так званий гранулометричний аналіз, що складається з розділення наважки грунту на його складові фракції частинок та уламків та подальше визначення відсоткового вмісту кожного компоненту фракції до маси наважки
24. Класифікація ґрунтів за гранулометричним складом.
Найбільш досконалими класифікаціями ґрунтів по гранулометричному складу є трьох- або чотирьохчленні, основані на врахувані співвідношень в їх складі трьох (піщана, полова та глиняна) або чотирьох (гравіцна, пісчана, пилова, глиняна) фракцій. Ґрунт має основну назву за вмістом фізичного піску і фізичної глини і додаткову за вмістом фракції, що переважає: гравійної (3-1 мм), піщаної (1-0,05 мм), крупнопилуватої (0,05-0,01 мм), пилуватої (0,01-0,001 мм) і мулистої (0,001 мм).
Вміст ФІЗИЧНОЇ ГЛИНИ (частинок, менших 0.01 мм) 2степового типу ґрунтоутворення, чорноземи, жовтоземи, дернові,3 солонці й сильно- солонцюваті 1 підзолистого типу ґрунтоутворення (не насичені основами) 1 2 3
Пісок пухкий 0-5 0-5 0-5
Пісок зв’язний 5-10 5-10 5-10
Супісок 10-20 10-20 10-15
Суглинок легкий 20-30 20-30 15-20
Суглинок середній 30-40 З0-45 20-30
Суглинок важкий 40-50 45 60 30-40
Глина легка 50-65 60-75 40-50
Глина середня 65-80 75-85 50-65
Глина важка 80 - 10085-10065-100
25. Гранулометричний аналіз ґрунтів.
Завдання гранулометричного аналізу полягає в тому, щоб розділити ґрунт на гранулометричні фракції, визначити їх розмір, кількість, встановити співвідношення між окремими фракціями і правильно назвати ґрунт. Перш ніж приступити до гранулометричного аналізу, необхідно провести підготовку ґрунту. Суть підготовки полягає в тому, щоб зруйнувати структурні грудочки(агрегати) до гранулометричних елементів, тобто розірвати зв'язок між частками, яких обумовлений наявністю в ґрунті двовалентних катіонів кальцію та магнію і одержати ґрунт в диспергованому стані. в зв'язку з цим гранулометричний аналіз складається з двох частин: 1. Підготовка ґрунту до аналізу. 2. Гранулометричний аналіз. Існує два методи підготовки ґрунту до гранулометричного аналізу .Гранулометричним аналізом визначають кількість та розмір гранулометричних елементів, що входять до складу твердої фази ґрунту. Принцип методу ґрунтується на законах падіння твердих тіл в рідкому середовищі (воді). Швидкість їх падіння залежить: від величини тіла, його форми і питомої ваги. Тверді частки ґрунту мають різну питому вагу, форму і величину. Фізичні властивості цих часток ґрунту обумовлюють їх відношення до води.при певній температурі. Від форми, величини і питомої ваги гранулометричних елементів залежить швидкість їх падіння в рідкому середовищі (від розміру і форми часток залежить величина тертя, від величини питомої ваги – прискорення.
26. Польові методи гранулометричного аналізу ґрунтів.
У польових умовах гранулометричний склад визначають приблизно за зовнішніми ознаками і на дотик (органолептичний метод). Мокрий органолептичний метод. Зразок розтертого грунту зволожують і перемішують до тістоподібного стану. З підготовленого грунту на долоні роблять кульку і пробують зробити з неї шнур товщиною близько 3 мм, а потім звернути кільце діаметром 2-3 см. Залежно від гранулометричного складу результати будуть різні: - пісок – не утворює ні кульки, ні шнура; - супісок – утворює кульку, розкачати шнур не вдається, утворюються тільки зачатки шнура; легкий суглинок – розкачується в шнур, але дуже нестійкий, легко розпадається на частини при розкачуванні або знятті з долоні; середній суглинок – утворює суцільний шнур, який можна звернути в кільце з тріщинами й переломами; важкий суглинок – легко розкачується в шнур, утворює кільце з тріщинами; глина – утворює довгий тонкий шнур, котрий потім легко утворює кільце без тріщин.
27. Лабораторні методи гранулометричного аналізу ґрунтів.
Ситовий метод полягає в розділенні уламків і частинок ґрунту по величині шляхом просіювання його через набір сит із отворами різного діаметру. Залишки на ситах зважуються і відносяться до загальної наважки ґрунту. Ситовий метод застосовується лише для визначення вмісту частинок більше 0,1 або 0,07 мм. Метод відкаламучування ґрунтується на врахуванні швидкості падіння частинок у спокійній воді після їх скаламучування, оскільки великі частинки швидше осаджуються у воді, а дрібні – повільніше. Найбільшого поширення набув метод відкаламучування, розроблений А. Н. Сабаніним. У дрібних піщаних і супіщаних ґрунтах ним виділяються наступні фракції частинок (в мм): 0,25 - 0,05, 0,05 - 0,01 і менше 0,01.Для ґрунтів із значною кількістю глинистих частинок відкаламучування робиться рідко через дуже малу швидкість осідання цих частинок. Метод відбору проб суспензії піпеткою (піпеточний метод) також базується на врахуванні швидкості падіння частинок у спокійній воді. У цьому випадку приготовану суспензію зкаламучують і залишають у спокої на деякий час, після чого піпеткою (об'ємом 20 – 30 см3) відбирають з визначеної глибини пробу суспензії. Така проба містить лише ті частинки, які не встигли осісти за вказаний чвс відстоювання. При наступних пробах, взятих піпеткою через більші проміжки часу від початку відстоювання суспензії, отримують дрібніші частинки. Визначивши масу висушених проб і знаючи розмір відібраних частинок ( що розраховується по строку відставання суспензії та глубині взятих проб), після перерахунку отримаємо данні про виіст частинок цього розміру в усьому об’ємі суспензії. Ареометричний метод передбачає заміри густини суспензії, що відстоюється, через зазначені проміжки часу за допомогою ареометра. Густина виміряна ареометром, залежить від вмісту твердих частинок в суспензії. Чим вище вміст їх у суспензії тим вище її густина. Отримавши значення густини, що зменшується, через задані проміжки часу, за допомргоюрозрахункових формул чи номограм, вираховують кількість частинок зазначеного розміру, відповідаючій часу взятого відліку.
28. Гранулометричний аналіз ґрунтів методом піпетки. МЕТОД Піпетки
Принцип методу полягає у взятті проби суспензії з певної глибини через певні проміжки часу. Грунт диспергирують шляхом кислотно-лужної обробки. Вміст фракцій різного розміру визначають методом відбору середньої проби - методом піпетки. З коробкового зразка беруть середню пробу повітряно-сухого грунту 100-150 г для підготовки до аналізу. З обох порцелянових чашок суспензію грунту переносять через воронку в конічну колбу місткістю 750 см3. Колби із вмістом залишають на 2 год, кожні 15 хв струшуючи вручну круговим рухом. Після цього кип'ятять суспензію із зворотним холодильником протягом години. Аналіз потрібно проводити в приміщенні з найменшими коливаннями температури. Практично зручними і виправданими можна вважати наступні глибини занурення піпетки для виділення фракцій різної величини: для частинок <0,050 мм -25 см;
<0,010 мм-10 см;
<0,005 мм-10 см;
<0,001 мм -7 см.
Терміни взяття проб з різних глибин після часу збовтування суспензії, варіюють залежно від температури і щільності твердої фази грунту. Пробу в піпетку засмоктують повільно: 25 мл суспензії при визначенні фракцій <0,005 мм - 30 с; фракцій <0,01 мм-
25 с і фракцій <0,05 мм - 20 с.
29. Форми вираження та інтерпретації даних гранулометричного аналізу ґрунтів. Отримані дані механічного аналізу зазвичай подають у вигляді таблиці, в якій разом з фракціями вказують гігроскопічну вологість і втрати від обробки грунту НСІ. Цифровий матеріал оформляють графічно у вигляді інтегральної та диференціальної кривих, циклограми, профільної діаграми. Інтегральна крива: На одному графіку можна розмістити 3-4 кривих розподілу механічних елементів. Диференціальна крива: По осі абсцис відкладають величини розміру часток або логарифми діаметра цих часток;по осі ординат - відсотковийвміст фракцій. Циклограми: Величини процентного вмісту фракцій різного розміру вписують в коло. 
При цьому довжину кола приймають за 100%. Профільна діаграма: Її складають при наявності даних аналізу грунту або породи за глибинами. По осі ординат відкладають глибини. По осі абсцис наносять процентний вміст фракцій.
30. Мікроагрегатний склад ґрунтів.
Окремі гранулометричні елементи можуть взаємодіяти один з одним, «склеюючи» і утворюючи спочатку мікроагрегати. Основну сполучну роль між пилуватими і піщаними елементарними грунтовими частинками (скелетом) грають мулисті частинки. Так формується з елементарних ґрунтових частинок первинна структурна одиниця грунту (мікроагрегат). Традиційно розподіл мікроагрегатів за розмірами (мікроагрегатний склад грунтів) розглядається спільно з гранулометричним складом грунтів. Можлива класифікація мікрооструктуренності грунтів на підставі показника Аг така: > 90 дуже висока мікроагрегованість 80-90 висока 65-80 гарна 50-65 задовільна 35-50 слабка 20-35 дуже слабка <20 низька Наведеними показниками мікроагрегірованності можна користуватися як при порівнянні грунтових зразків, так і при характеристиці мікроагрегатної стійкості конкретного грунту.
31. Властивості ґрунтових мікроагрегатів.
Мікроагрегати найбільш стійкі структурні комплекси розмірами <0.25мм, що складаються з ЕГЧ і володіють роздільністю. Поділ мікроагрегатів на фракції аналогічний фракціям гранулометричного складу. Чим вища мікроагрегованість, тим стійкіший ґрунт до різноманітних навантажень, краще утворює агрегатну структуру. Мікроагрегованість характеризують за: коефіцієнтом дисперсності (Кд,%) за Н.А.Качинським(чим вище його значення, тим гірше мікроструктурований ґрунт) і ступенем агрегованості за Бейвером (чим більша його величина, тим краще мікроагрегований ґрунт).
32. Мікроагрегатний аналіз ґрунтів. Автори різних методів мікроагрегатних аналізів сходяться на тому, що в результаті подібних аналізів потрібно виявити суму найбільш стійких мікроагрегатів в ґрунті. По суті справи – це механічний аналіз, в якому, поряд з кип'ятінням і розтиранням ґрунтів, рекомендується також насичення поглинаючого їх комплексу іоном NH4 +, вплив його настільки сильний, що більшість мікроагрегатів розпадається.
У рекомендованому Качинським методі виключається хімічний вплив на грунт, а засоби фізичного впливу залишаються ті ж, що і при механічному аналізі, лише кип'ятіння замінюється струшуванням, руйнуються агрегати. Мікроагрегати будуть зберігатися більшою чи меншою мірою в залежності від властивостей ґрунту.
Техніка мікроагрегатного аналізу
Рекомендований варіант мікроагрегатного аналізу ґрунту полягає в наступному.
10-30 г ґрунту (тим більше, чим ґрунт легший за механічним складом), пропущеного при сухому просіюванні крізь сито в 1 мм, поміщають в бутель ємністю 500см. У бутель вливають 250смг дистильованої води і грунт залишають розмокати на 24 години.
Після цього закупорені гумовими пробками бутлі поміщають на мішалку з горизонтальними поштовхами і струшують протягом 2 годин з інтенсивністю 200 поштовхів в хвилину (100 оборотних ударів). Вміст бутля через сито з діаметром отворів в 0,25 мм переносять в літровий циліндр (як при механічному аналізі), доливають до 1000 см' і піпетують. Розрахунок фракцій у відсотках ваги сухого ґрунту проводиться так, як при механічному аналізі.
33. Вплив мікроструктури на властивості ґрунтів. В залежності від того, в якому стані, агрегатному або роздільночастинному, знаходиться грунт, по-різному буде виражена шпаруватість. При роздільночастинному стані в грунтах важкого механічного складу переважна кількість пор представлена тонкими капілярами з просвітом свердловин в десяті, соті тисячні частки міліметра. А так як водний, повітряний і тепловий режими визначають характер процесів вивітрювання і синтезу в грунті і умови розвитку в ній живої фази, то зрозуміло, що вся сукупність ґрунтового процесу в структурному і безструктурному грунті буде протікати по-різному.
34. Оцінка і використання даних гранулометричного і мікроагрегатного аналізів. Якщо розглянути кумулятивні криві гранулометричного і мікроагрегатного аналізів, можна помітити їх розбіжність як в області тонких частинок, так і в області великих, піщаних. Різниця у вмісті тонких частинок, зокрема мулу, вказує, яка кількість мулу з гранулометрії бере участь у формуванні мікроагрегатів. Це область агрегованого мулу. Чим вона більша, тим більша кількість мулу бере участь в утворенні стійких мікроагрегатів, тим краще грунтово-фізичні властивості.  Навпаки, в області великих піщаних частинок крива мікроагрегатного аналізу йде вище, кількість мікроагрегатів більша, ніж гранулометричних частинок. Це цілком зрозуміло: у разі мікроагрегатного аналізу ми визначаємо частки, отримані агрегуванням з більш дрібних гранулометричних частинок. Значить, чим ширше ця область відмінності кривих мікроагрегатного і гранулометричного складів, тим більше великих мікроагрегатів, тим краще мікроагрегований грунт. Саме на підставі розгляду цих областей в гранулометричному і мікроагрегатного аналізах запропоновані різні характеристики (або коефіцієнти), що дозволяє визначати агрегованість ґрунтів, наявність стабільних мікроагрегатів.
35. Загальні фізичні властивості ґрунтів.
Загальними фізичними властивостями ґрунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного ґрунту і його пористість.Щільність твердої фази - інтегрована щільність всіх компонентів твердої фази ґрунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки). Верхні горизонти ґрунту мають меншу щільність, ніж нижні тому, що щільність гумусу становить 1.4-1.8, а щільність мінеральних компонентів - 2.3-3.3.Щільність ґрунту - маса одиниці об'єму ґрунту в непорушеному і сухому стані. Завдяки наявності пор, виповнених повітрям, щільність ґрунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Так, щільність ґрунту верхніх горизонтів становить 0.8-1.2 г/см3, а нижніх - 1.3-1.6 г/см3, щільність твердої фази відповідно 2.4-2.6 і 2.6-2.7.Пористість ґрунту - сумарний об'єм всіх пор між частками твердої фази одиниці об’єму..Загальні фізичні властивості ґрунту залежать від мінерального, механічного і структурного складу.Так, гумусний горизонт структурного ґрунту (наприклад, чорнозему) має високу пористість (до 70%), а безструктурного глинистого ґрунту значно меншу (<50%) ґрунт тепловий водний повітряний.
36. Щільність твердої фази ґрунту. Щі
·льність твердо
·ї фа
·зи ґру
·нту відношення маси ґрунту до маси рівного об'єму води, взятої при температурі +4°С. Щільність твердої фази ґрунту залежить від мінералогічного складу та вмісту гумусу.
37. Методи визначення щільності твердої фази ґрунту.
метод обємний з використанням рідин,метод важких рідин, пікнометричний метод, метод гідростатичного зважування в органічних рідинах, рентгенівський метод. Пікнометричний метод найпоширеніший серед ґрунтознавців і мінералогів. Принцип методу полягає в тому, що об’єм , який займає таверда фаза певної наважки ґрунту , визначається за кількістю рідин , витісненої цією наважкою з пікнометра.
38. Щільність твердої фази і властивості ґрунтів.
Щільність твердої фази - інтегрована щільність всіх компонентів твердої фази ґрунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки). Верхні горизонти ґрунту мають меншу щільність, ніж нижні тому, що щільність гумусу становить 1.4-1.8, а щільність мінеральних компонентів - 2.3-3.3.
До властивостей ґрунту належать загальні фізичні, фізико-механічні, водні, повітряні і теплові властивості. Фізичні властивості впливають на характер процесу ґрунтоутворення, родючість ґрунту та розвиток рослин. Загальними фізичними властивостями ґрунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного ґрунту і його пористість. Основними фізико-механічними властивостями ґрунту є липкість, пластичність, набухання і усадка. Всі вони залежать від вмісту в ґрунті глинистих мінералів. Вода в ґрунті перебуває в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному. За фізичним станом, рухомістю і доступністю для живих організмів ґрунтову воду поділяють на форми: пароподібну, хімічно зв’язану, сорбційно зв’язану і вільну. Основними водними властивостями ґрунту є водопроникність, водо утримуюча здатність (вологоємкість), водопідіймальна здатність, доступність води для рослин. Під водним режимом ґрунту розуміють сукупність всіх явищ надходження води в ґрунт, її переміщення, змін фізичного стану і витрати з ґрунту. Кількісним вираженням водного режиму є водний баланс. Водний баланс - це співвідношення всіх статей прибутку і всіх статей видатку води з ґрунту за певний період. Сукупність фізичних властивостей ґрунтів, які визначають стан і переміщення ґрунтового повітря, називають повітряними властивостями ґрунту. Найважливішими з них є: повітроємкість, вміст повітря, повітропроникність і аерація. Тепловими властивостями ґрунту називають сукупність властивостей, які зумовлюють здатність ґрунту поглинати і переміщувати в своїй масі теплову енергію. До них належать: теплопоглинання, теплоємкість і теплопровідність.
39. Щільність будови ґрунту. Це відношення ваги сухого ґрунту непорушеного складення до одиниці його об’єму. Визначають у г/см 3, кг /м3. Ця величина характеризує щільність складення ґрунту. Вона залежить від гранулометричного складу, структури, її водостійкості і механічної міцності, шпаруватості ,вологості,вмісту і якісного складу гумусу.
40. Методи визначення щільності будови ґрунту.
Залежно від особливостей його генетичної породи ( піщаний ,щільний або сильно щебенистий) використовують такі методи: буровий, фіксажний, метод витіснення рідин, вазеліновий, піщаний, гемаскопічний метод,розрахунковий.
41. Прикладне та агроекологічне значення щільності будови ґрунту.
Щільність будови ґрунту , як одна х характеристик його складення , широко використовується в ґрунтознавстві, землеробстві та меліорації ґрунтів. Вона чітко характеризує профіль ґрунту, ви являючи у ньому ущільнені ілювіальні горизонти, пухкість або ущільненість орного шару. На підставі даних щільності будови крім шпаруватості грунту, запасів у ньому поживних речовин, гумусу в т /га , запасів води у мм. Вод.ст. або м 3/га.розраховують вагу окремих ґрунтових горизонтів або шарів.
42. Шпаруватість ґрунтів і її ґенеза. Шпаруватість - це відношення сумарного об’єму шпар ґрунту до його загального об’єму(виражають у відсотках). Окремі гранулометричні елементи і структурні агрегати в грунті нещільно прилягають один до одного.Між ними утворюються проміжки, різні за величиною і формою, які називаються шпарами. Сумарний об’єм усіх шпар між частинками твердої фази грунту складає його шпаруватість. Вона залежить від гранскладу, структурно-агрегатного стану, діяльностігрунтової фауни, вмісту органічних речовин, обробітку. Від шпаруватості залежить як кількісне співвідношення, так і умови переміщення водної, повітряної і живої фаз грунту. Тому вона багато в чому визначає його водні і теплові властивості, поживний режим, впливає на родючість.
43. Типи шпаруватості ґрунтів.
Виділяють 9 категорій шпаруватості: загальна шпаруватість Зш=(а-в)/а*100%, шпаруватість агрегату Ша=(а-в)/а*100% цей показник визначають використовуючи фіксажний метод дослідження агрегатів; шпаруватість агрегатна, або сумарна Шс=Ша(100-Шз)/100-Ша; шпаруватість міжагрегатна Шм.а.=Шз-Шс; об’єм шпар, зайнятий міцно зв’язаною (максимально гігроскопічною) водою; об’єм шпар, зайнятих неміцно зв’язаною водою;об’єм шпар, зайнятих капілярною водою; об’єм шпар, зайнятих водою усіх категорій; шпаруватість аерації Шаер.=Шз-Шw, де Шw-об’єм шпар, зайнятих водою. а-щільність твердої фази, в- щільність будови.
44. Загальна шпаруватість і методи її визначення. Загальна шпаруватість-сумарний об’єм усіх проміжків між частинками твердої фази, виражений у відсотках до загального об’єму ґрунту. Зш = (1-а/в)*100%-загальна шпаруватість, а-щільність будови ґрунту, в-щільність твердої фази. Величина загальної шпаруватості знаходиться в функціональній залежності від щільності твердої фази та щільності будови ґрунту. Найнижчу загальну шпаруватість мають безструктурні глейові горизонти, без гумусні горизонти(30-35%). Найвища і стабільна в часі шпаруватість характерна для високо гумусних верхніх горизонтів(цілинні чорноземи, дерново- карбонатні грунти-50-60%. Шпаруватість характеризують кількісно-метод парафінування і якісно-кількісно-метод мікроскопіювання.
45. Загальна шпаруватість і агроекологічні властивості ґрунтів.
46. Шпаруватість аерації ґрунтів, її значення і методи визначення. Шпаруватість аерації-частина шпарового простору,зайнята повітрям. Виражається в відсотках від загального об’єму грунту. Шаер.=Шз-Шw, де Шз-загальна шпаруватість, Шw-об’єм шпар, зайнятих водою; Шw=W*в, де W-польова вологість,в-щільність будови грунту. Шпаруватість аерації знаходиться у прямій залежності від величини польової вологи ґрунту. Встановлено, що із збільшенням польової вологи відбувається зменшення шпаруватості аерації.
47. Структурно–агрегатний склад ґрунту.
Загальноприйняте визначення структури ґрунту дав Качинський –сукупність агрегатів різної величини, форми, шпаруватості, механічної міцності і водостійкості, характерної як для кожного ґрунту, так і для окремих генетичних горизонтів. З агрономічного погляду структурним є той ґрунт, в якому переважають агрегати розміром 0,25-10мм.Причиною поділу грунту на агрегати є складне поєднання комплексу абіотичнихі біогенних процесів. Структуру поділяють на мікроструктуру(<0,25мм), макроструктуру(10-0,25мм), мегаструктуру(>10мм), а також на водостійку (агрономічноцінну і неводостійку).
48. Поняття про агрономічно–цінну структуру. Структура ґрунту агрономічно цінна – водостійкі агрегати з пористістю не нижче 40%, розміром від 0,25 до 10 мм, вміст яких зумовлює фізичний стан і біологічну активність ґрунту.
З агрономічної перспективи структурними є ті ґрунти, у яких переважають агрегати розміром0,25-10мм, що мають назву агрономічно цінних. Агрономічно цінною є тільки та структура, яка забезпечує родючість ґрунту. Агрономічно цінною ввважається водостійка, з високою шпаруватістю,структура
49. Генеза структури ґрунту. Під структурою грунту розуміють сукупність окремостей або агрегатів, різних за генезою, розмірами, формою, міцністю та звязністю. Здатність грунтової маси розпадатися на агрегати, називають структурність, а грунт – структурним.
У грунтознавстві розрізняють два поняття структури грунту: морфологічне і агрономічне. У морфологічному розумінні є доброю будь-яка чітко виражена структура: грудкувата, стовпчаста, призмоподібна, пластинчаста. Агрономічно цінною є тільки така структура, яка забезпечує родючість грунту.
За особливостями генези, геометричної будови та властивостями грунтову структуру поділяють на: мікроструктуру ( агрегати менше 0,25 мм); макроструктуру (10-0,25 мм); і мегастуктуру ( більше 10мм). Крім того вона поділяється на водостійку (агномічно цінну ) і неводостійку.
50. Властивості ґрунтових агрегатів.
Розрізняють дві властивості ґрунтових агрегатів: зв’язність та стійкість. Під зв’язністю розуміють здатність агрегату протидіяти механічному тиску, а під стійкістю – здатність агрегату тривалий час протистояти розвиваючій дії води. Зв’язність ґрунту залежність від кількості мулистих і, особливо, колоїдних частинок. Стійкість агрегату залежить в, основному від якості перегною, вона зумовлена цементацією гранулометричних елементів свіжоосадженим перегноєм. Ґрунтова структура може бути зв’язною але не стійкою. Агрономічно цінною вважається водостійка, з високою шпаруватістю, структура. Проте не всяка водостійка структура є агрономічно цінною.
51. Структурно–агрегатний аналіз. Сухе просіювання.
Структурний аналіз ґрунту виконують з метою визначення відносного вмісту в ґрунті агрегатів різного розміру, для визначення водостійкості та агрономічної цінності макроструктури, щільності, шпаруватості та зв’язаності агрегатів, розрахунку коефіцієнтів структурності та водостійкості. Для визначення загального вмісту структурних агрегатів і розподілу їх за розмірами зразки ґрунту фракціонують на ситах, виконуючи так зване сухе просіювання (за методом В.Н.Савінова.)
Перед фракціонуванням послідовно складають набір сит, діаметр отворів яких 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0,5 і 0,25 мм. Верхнє сито в наборі має найбільший розмір отворів (10 мм), нижнє - найменший (0,25 мм). Під нижнім ситом є піддон для збирання фракції <0,25 мм, а на верхньому - кришка для запобігання розпорошування ґрунту при просіюванні.
Зразки грунту доводять до повітряно-сухого стану. Відбирають включення і новоутворення. Із просушеного зразка формують середню пробу вагою 500 г, зважуючи її на ВЛТК-500. Наважку ґрунту переносять на верхнє сито укомплектованого набору, закривають сито кришкою і нахиляючи ввесь набір сит, просіюють (10 разів). Сухим просіюванням ґрунт розподіляють на фракції: >10, 10-7, 7-5, 5-3, 3-2, 2-1, 1-0,5, 0,5-0,25 і <0,25мм.
Кожну фракцію структурних агрегатів окремо збирають на лист паперу, зважують на ВЛТК-500 з точністю до 0,1 г і розраховують її відсотковий вміст за формулою:
Хп = mn . 100
-------------
M1
де Хп - вміст фракції, %; mn - вага фракції, г; М1 - вага повітряно-сухої наважки ґрунту, взятої для аналізу, г.
За результатами сухого просіювання та морфологією структури визначають вміст у ґрунті агрономічно цінних структурних агрегатів. В агрономічному розумінні позитивною структурою є лише дрібно-грудкувата (10-0,5 мм) і зерниста (5-0,5 мм) структура, за якістю " шпарувата, зв'язна та водостійка.
52. Структурно–агрегатний аналіз. Мокре просіювання.
Щоб визначити водостійкість макроструктури, формують середню пробу грунту вагою 50г з усіх фракцій структурних агрегатів, які одержані під час сухого просіювання; беруть кожну фракцію в кількості, рівній в грамах половині відсоткового вмісту її у конкретному ґрунті. Наприклад, якщо у ґрунті вміст фракції 5-3 мм становить 22%, то для середньої проби беруть її у кількості 11г і т.д. У середню пробу не включають фракцію <0,25 мм. Тоді одержують наважку 50 г. Середню пробу ґрунту висипають у літровий циліндр, який на 2/3 об'єму заповнений водою. Занурену у циліндр з водою ґрунтову пробу залишають у спокої на 10 хв. Потім у циліндр доливають воду, закривають корком і перевертають вверх дном, утримуючи у такому положенні декілька секунд, поки основна маса агрегатів не випаде вниз. Потім циліндр повільно повертають у початкове положення і очікують, поки ґрунт не досягне дна. Процедуру повторюють десять разів. У заповнену водою широку циліндричну посудину поміщають набір сит, діаметр отворів яких 5,3, 2, І, 0,5 і 0,25 мм. Після десяти обертів закритий циліндр опускають верхнім краєм у воду над ситами. Швидко виймають під водою корок і плавним рухом циліндра розподіляють грунт на поверхні верхнього сита, циліндр у воді закривають і виймають.
Залишки агрегатів з сит змивають струменем води спочатку на піддон сит, а з нього, зливши надлишок води, в фарфорові чашки, і, накінець, у попередньо зважені алюмінієві бюкси, потім залишок випаровують на піщаній бані та зважують на ВЛТК-500. Тому, що для визначення водостійкості взято середню пробу в 50 г, то під час розрахунків вагу кожної фракції агрегатів у грамах множать на 2 і отримують відсотковий вміст відповідних водостійких агрегатів у ґрунті.
53. Оцінка структурно–агрегатного складу ґрунтів.
Вважається, що агрономічно цінними фракціями є всі фракції, що входять в діапазон від 10 до 0.25 мм. Агрегати крупніше 10 мм це брили, а брилувата структура, як відомо, далеко не найкращий стан ґрунту, так само, як домінування частинок <0.25 мм. Тому й користуються такими якісними оцінками структури на підставі кількості агрегатів саме цього, агрономічно цінного діапазону 10-0.25 мм: > 60% відмінний агрегатний стан; 60-40 - добрий; <40% - незадовільний . За результататами гранулометричного і мікроагрегатного аналізів розраховують показники мікроагрегованості ґрунтів. Встановлено, що при мікроагрегатному аналізі вміст дрібних фракцій, особливо мулу (<0,001 мм), завжди менший, ніж при гранулометричному аналізі. Різниця у величинах виходу мулу для різних типів ґрунтів коливається в значних межах і буде тим меншою, чим менше ґрунт розпилюється у воді без будь-яких додаткових хімічних впливів. Отже, за співвідношенням мулу, одержаного при гранулометричному та мікроагрегатному аналізах, оцінюють стійкість мікроагрегатів (а, значить, і структури) грунту
54. Структурно–агрегатний склад і властивості ґрунтів.
На відміну від мікроструктури макроструктуру ґрунту, або власне структуру, можна аналізувати візуально, так як до неї відносяться ґрунтові агрегати (або педи) розмірами більш 0.25 мм. Структура ґрунту характеризується формою і ступенем оформленості структурних окремостей, або педів. Виділяють 6 типів структур: масивна (безструктурна у вологому стані); зерниста; стовпчаста; брилувата; пластинчаста; призматична. Чим міцніші і великі педи зустрічаються в ґрунті, тим в більшій мірі цьому ґрунті властиві тріщини, великі макропори.
55. Агроекологічне значення ґрунтової структури.
Вивчаючи проблеми, пов'язані з взаємозв’язком структури грунту і врожаю, треба насамперед мати на увазі, що хороша структура це сприятливі фізичні режими, які і формують в остаточному підсумку урожай рослин. При хорошому водопостачанні агрегати розміром від 20 до 5 мм і найкраще сприяють зростанню насіння та їх розвитку. А в посушливих умовах рослини краще розвиваються на агрегатах розмірами <5 мм (досліди проводилися в степовій зоні). Це означає, що практично не існує однозначного, встановленого на все умови найкращого діапазону. З іншого боку, результати цього досліду підтверджують, що структура ґрунту у вигляді її агрегатного складу безпосереднім чином не впливає на продуктивність. Вона впливає через формування водного, повітряного і поживного режимів рослин.
56. Дезагрегація ґрунтів, її причини і наслідки. Руйнування структурних агрегатів ґрунту є негативним процесом, який посилює дегредаційні процеси у ґрунтах. Це спричиняє зміни щільності будови особливо в орному шарі до 1,5 г/смі, тоді як оптимальна щільність будови 1,3-1,4 г/смі. Зміна щільності будови істотно впливає на загальну шпаруватість ґрунтів, шпаруватість аерації тощо.
57. Шляхи покращення структурно–агрегатного складу ґрунтів. Заходами профілактики та боротьби із негативними змінами у структурно–агрегатному складі ґрунтів є наступні заходи: мінімалізація обробітку ґрунту, зменшення глибини розпушення, збільшення ширини захвату с/г агрегатів і швидкості виконання операції, застосування комбінованих агрегатів, відмова від полиневої оранки, виконання агротехнічних заходів для вирощування культур в оптимальні строки та при фізичній стиглості ґрунту, мінімізація руху по полю навантажених самохідних шасі та автомобілів, руйнування підорної підошви, розпушування ґрунту на глибину 30-40 см, дотримання чергування культур у сівозмінах, регулярне внесення гною, компостів, соломи, інших органічних добрив, мульчування поверхні ґрунту рослинними залишками.
58. Структурні меліорації ґрунтів, їхні види.
59. Штучне оструктурення ґрунтів.
В утворенні структури бере участь низка чинників, серед яких найважливішими є: дія кореневих систем рослин, ключа властивість ґрунтових колоїдів, дія тварин, які населяють ґрунт. Особливе значення в утворенні структури має зміна об’ємів ґрунтової маси при періодичному зволоженні та висушуванні, замерзанні та розмерзанні. Велике значення для формування структури ґрунту має його обробіток с/г знаряддями. Поряд з утворенням структурних окремостей відбувається їхнє руйнування. Сприятливо на структуроутворення впливає обробіток ґрунту в стані його фізичної стиглості. І навпаки: якщо обробляти ґрунту в пересохлому стані , він сильно розпилюється, а якщо в перезволоженому стані – утворюється брилувата поверхня. Проте самим механічним обробітком не можна створити сприятливу структуру ґрунту , для цього потрібен комплекс заходів.
60. Фізичні властивості ґрунтів і процеси водної ерозії.
Ерозія, яка відбувається під впливом стоку дощових, талих, поливних і скидних вод , називається водною. Ерозія буває площинна і лінійна. Вона, окрім змитості і де гуміфікації, спричиняє негативні зміни фізичних властивостей ґрунтів, а саме: збільшується щільність будови, зменшується вміст агрономічно-цінних агрегатів, тобто погіршується структура, зменшуються показники загальної шпаруватості та шпаруватості аерації тощо.
Для збереження родючості ґрунтів їх потрібно захищати від водної ерозії. Для кожної конкретної території повинна бути розроблена система протиерозійних заходів, яка сприятиме створенню стійкого водного режиму, послабленню концентрації водних потоків і зменшенню поверхневого стоку, затриманню талих снігових вод та рідких опадів, що зупинятиме або послаблюватиме ерозійні процеси.
61. Фізичні властивості ґрунтів і вітрова ерозії.
Вітрова ерозія – процес руйнування та перенесення верхнього шару ґрунту, який проявляється у вигляді пилових бур і місцевого розвіювання ґрунтів. Відбувається руйнування структурних агрегатів ґрунту, змінюється грансклад, відповідно підвищується щільність будови, що істотно впливає на загальну шпаруватість та повітромісткість ґрунту. Захист ґрунтів від руйнівної дії дефляції – застосування високого рівня культури землеробства, запровадження раціонального ґрунтозахисного землекористування, системи полезахисних смуг тощо.
62. Шляхи оптимізації загальних фізичних властивостей ґрунтів. Фізичні властивості значною мірою визначають родючість та екологічний стан ґрунтів. Під впливом тривалого та інтенсивного окультурення ґрунтів, розвитку водної та вітрової ерозії відбувається погіршення фізичних властивостей : збільшується величина щільності будови, зменшуються показники загальної шпаруватості та шпаруватості аерації в орних та передусім в підорних горизонтах, змінюється структура та гранулометричний склад.
З метою раціонального використання ґрунтів та оптимізації їх фізичних властивостей необхідно впроваджувати ряд заходів: скорочувати частки орних земель; змінювати структуру посівних площ вилученням просапних культур на землях із крутістю понад 3
·; здійснювати консервації деградованих земель; вводити контурно-меліоративну організацію території.


Шрифт абзацу за промовчаннямЗвичайна таблиця Немає списку

Приложенные файлы

  • doc 7113197
    Размер файла: 174 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий