Класифікація структурних агрегатів (за С.О. Захаровим) I тип. Кубовидна структура – рівномірний розвиток агрегатів по трьох осях

Назва структури агрегату	Ознаки виявлення	Види структурних агрегатів	Параметри агрегату (мм)
1. Брилиста	Неправильна форма і нерівна поверхня	1. Крупнобрилиста	Д(>10)
2. Дрібноглибиста	Д(10-1)
2. Грудкувата	Неправильна округла форма, нерівні округлі і жорсткі поверхні розлому, грані не виражені	3. Крупногрудкувата	Д(20-10)
4. Середньогрудкувата	Д(10-1)
5. Дрібногрудкувата	Д(1-0,25)
6. Пилувата	Д(<0,25)
3. Горіхувата (дерно-підзолистий)	Майже правильна форма, грані добре виражені, поверхня різна, ребра гострі	7. Крупногоріхувата	Д(20-10)
8. Середньогоріхувата	Д(20-10)
9. Дрібногоріхувата	Д(7-5)
4. Зерниста (чорноземи)	Майже правильна форма, інколи округла з вираженими гранями або жорсткими і матовими, гладкими і блискучими	10. Крупнозерниста	Д(5-3)
11. Середньозерниста	Д(3-1)
12.Дрібнозерниста (порошиста)	Д(1-0,5)
ІІ тип. Призмовидна структура– розвиток агрегатів переважно по вертикальній осі
5.Стовповидна	Відмінності слабо оформлені, з нерівними гранями і заокругленими ребрами	1.Крупностовповидна	Ш(>50)
2. Стовповидна	Ш(30-50)
3. Мілкостовповидна	Ш(>30)
6. Стовбчаста (солонці)	Правильної форми з добре вираженими вертикальними гранями, округлою верхньою основою і плоскою нижньою	4. Крупностовбчаста	Ш(50-30)
5. Дрібностовбчаста	Ш(<30)
7. Призматична (солонці)	Грані добре виражені з рівною глянцюватою поверхнею з гострими ребрами	6.Крупнопризматична	Ш(50-30)
7. Призматична	Ш(30-10)
8. Дрібнопризматична	Ш(10-5)
9. Тонкопризматична	Ш(<5)
10. Олівцева (при (придовжині 5 см)	Ш(<10)
ІІІ тип. Плитовидна структура– розвиток агрегатів переважно по горизонтальній осі
8. Плитчаста	Майже розвинуті „поверхні спайності” по горизонталі	1. Плитчаста	Т(5-3)
2. Пластинчаста	Т(3-1)
3. Листовидна	Т(<1)
9. Лускувата	Порівняно невеликі горизонтальні площини спайності і гострі грані	4. Шкарлупувата	Т(>3)
5. Груболускувата	Т(3-1)
6. Дрібнолускувата	Т(<1)

Примітка: Д - діаметр; Ш - ширина; Т - товщина,

 

Ґрунт може бути структурним і безструктурним. При структурному стані маса ґрунту розділена на відмінності агрегатів тієї чи іншої форми та величини. При безструктурному стані окремі механічні елементи, що складають ґрунт, не з’єднані між собою, а існують окремо або залягають суцільно зцементованою масою.

Структурні агрегати в ґрунті не бувають одного розміру і форми. Частіше структура буває змішаною, при описі зазначають двома або трьома словами: грудкувато-зерниста, грудкувато-пластинчасто-пилувата та ін.

Для різних генетичних горизонтів ґрунтів характерні певні форми структури: грудкувата, зерниста – для дернових горизонтів, пластинчасто-лускувата – для елювіальних, горіхувата – для ілювіальних у сірих лісових ґрунтах та ін.

При оцінці агрегатної структури потрібно відрізняти морфологічне поняття структури від агрономічної. В агрономічному розумінні доброю є тільки грудкувато-зерниста структура агрегату розміром від 0,25 до 10 мм.

Хід роботи

При вивченні структури агрегату потрібно визначити його тип, вид, ступінь однорідності в коробочному зразку. Для цього досліджуваний зразок треба розділити на окремі найбільш типові агрегати за формою, розміром, ступенем вираженості граней та ребер і ретельно дослідити. Потім на міліметровому папері виміряти величину агрегатів та уточнити назву. Для визначення водостійкості декілька структурних агрегатів поміщають у фарфорову чашечку і наливають туди воду. Водостійкі агрегати довго (кілька годин) не змінюються, а неводостійкі – розпадаються на елементарні частини.

Приклад запису в робочому зошиті: № 17, 0-10 см, крупнозерниста, однорідна і водостійка.

 

Гранулометричний склад грунту

 

Тверда фаза ґрунту складається з частинок різної величини. Ці частинки називають механічними елементами або гранулами.

Таблиця 2.

 

Класифікація механічних елементів ґрунту за їх величиною

 

Назва механічних елементів	Розмір механічних елементів (мм)
Камені	більше 3
Гравій	3-1
Пісок крупний	1-0,5
Пісок середній	0,5-0,25
Пісок дрібний	0,25-0,05
Пил крупний	0,05-0,01
Пил середній	0,01-0,005
Пил дрібний	0,005-0,001
Мул грубий	0,001-0,0005
Мул тонкий	0,0005-0,0001
Колоїди	менше 0,0001

 

 

Суму всіх механічних елементів ґрунту розміром менших 0,01 мм називають фізичною глиною, а більших 0,01 мм – фізичним піском. Окремі групи механічних елементів по-різному впливають на властивості ґрунту. Відносний вміст у ґрунті механічних елементів називають гранулометричним (механічним) складом. За цим показником усі ґрунти можна об’єднати в декілька груп з характерними фізичними і хімічними властивостями.

 

Таблиця 3.

 

Класифікація ґрунтів за гранулометричним складом

Назва ґрунту	Вміст фізичної глини, %	Назва ґрунту	Вміст фізичної глини, %
Пісок рихлий	0-5	Суглинок важкий	40-50
Пісок зв’язаний	5-10	Глина легка	50-65
Супісок	10-15	Глина середня	65-80
Суглинок легкий	20-30	Глина важка	Більше 80%
Суглинок середній	30-40

 

У польових умовах гранулометричний склад визначають приблизно за зовнішніх ознаках і на дотик. Для точного визначення застосовують лабораторні методи (наприклад, метод Качинського).

Сухий метод. Суху грудку грунту або пучок мілкозему (ґрунт з механічними частинками, до 1мм) досліджують на дотик. Для цього кладуть грунт на долоню і старанно розтирають пальцями. При необхідності щільні агрегати розтирають у ступці. В залежності від відчуттів при розтиранні зразка визначають гранулометричний склад ґрунту:

Таблиця 4.

 

Органолептичні ознаки гранулометричного складу ґрунту

 

Гранулометричний склад	Стан сухого зразка	Відчуття при розти-ранні сухого зразка
Пісок	Сипучий	Складається майже з самого піску
Супісок	Грудочки слабкі, легко роздавлюються	Переважають піщані частинки. Дрібні часточки є домішкою
Легкий піщаний суглинок	Грудочки руйнуються з невеликим зусиллям	Переважно піщані частинки. Глинистих часток 20-30%
Середній піщаний суглинок	Структурні агрегати руйнуються важко. Намічається вуглуватість їх форми	Піщані частинки ще добре помітні. Глинистих часток приблизно половина
Тяжкий суглинок	Агрегати щільні, вуглуваті	Піщаних часток майже нема. Переважають глинисті часточки
Глина	Агрегати дуже щільні, вуглуваті	Тонка однорідна маса, піщаних часток нема

 

Мокрий метод. Зразок розтертого ґрунту зволожують і перемішують до тістоподібного стану. З підготовленого ґрунту на долоні роблять кульку і пробують зробити з неї шнур товщиною близько 3 мм, а потім звернути кільце діаметром 2-3 см. У залежності від гранулометричного складу результати будуть відмінні (різні).

Таблиця 5.

Органолептичні ознаки гранулометричного складу ґрунту

 

Гранулометричний склад	Стан мокрого зразка	Скатування вологого ґрунту в кульку або кільце	Спроба розрізати вологий ґрунт
Пісок	Помітно відчутні піщинки	Не утворює ні кульки, ні шнура	При розрізанні ножем ґрунт розсипається
Супісок	Відчуваються піщинки і трохи мажеться	Утворює кульку, розкатати шнур не вдається	При різанні ножем поверхня розрізу шороховата
Легкий піщаний суглинок	Мажеться, піщинки ледве відчутні	Розкатується в шнур, дуже не стійкій	При різанні ножем поверхня розрізу ледь шорохувата
Середній піщаний суглинок	Утворює суцільний шнур, який згинається в кільце з тріщинами
Тяжкий суглинок	Легко розтягується в шнур і кільце з тріщинами
Глина	Мажеться, піщинки не відчутні	Утворює довгий тонкий шнур, легко утворює кільце	Поверхня розрізу блистить

Хід роботи

З грудочкою ґрунту з коробочного зразка проводять операції, описані вище. Результати визначення заносять у таблиці 6 і 7.

 

 

Таблиця 6.

 

Діагностика гранулометричного складу сухим методом

 

№ зразка	Діагностичні ознаки	Назва ґрунту за гранскладом
Вираженість структури	Зв’язність	Наявність часток
Піщаних	Глинистих

 

 

Таблиця 7.

Діагностика гранулометричного складу грунту мокрим методом

 

№ зразка	Діагностичні ознаки	Назва ґрунту за гранскладом
Скатування кульки	Утворення шнура	Деформація шнура

 

 

Стан грунту

Це зовнішнє вираження щільності та пористості ґрунту. Воно залежить від гранулометричного складу, структури, а також діяльності ґрунтової фауни і розвитку кореневих систем рослин та ін.

За ступенем щільності ґрунти поділяються на злиті (дуже щільні), щільні, пухкі і розсипчасті.

Злитий стан характеризується дуже щільним приляганням часток, які утворюють здебільшого зцементовану масу; ніж в неї входить важко, його можна тільки увігнати. Характерний для ілювіальних горизонтів солонців і зцементованих озалізнених горизонтів підзолистих ґрунтів.

Щільна консистенція потребує значних зусиль для вдавлювання ножа в ґрунт. Вона типова для ілювіальних горизонтів суглинистих та глинистих ґрунтів.

Пухка консистенція спостерігається в добре оструктурених гумусових горизонтах, а також в орних, якщо ґрунт обробляли в стиглому стані.

Розсипчаста консистенція характерна для орних піщаних та супіщаних горизонтів, частинки ґрунту не зв’язані між собою.

Пористість характеризується формою та величиною пор всередині структурних агрегатів та між ними.

За розташуванням пор всередині структурних відмінностей розрізняють такі типи стану:

 

1) тонкопористий – ґрунт пронизаний порами діаметром менше 1 мм;

2) пористий – ґрунт містить пори діаметром 1-3 мм;

3) губчатий – зустрічаються пустоти розміром від 3 до 5 мм;

4) ніздрюватий – є пустоти від 5 до 10 мм;

5) комірчастий – пустоти перевищують 10 мм;

6) трубчастий – пустоти у вигляді каналів, проритих землериями.

 

Стан грунту – важливий показник при агрономічній оцінці ґрунту. Від нього залежить можливість обробки ґрунту сільськогосподарськими знаряддями, а також проникнення води і коренів рослин у ґрунт.

 

Хід роботи

Уважно розглянувши окремі структурні агрегати ґрунту, визначають його пористість.

Приклад запису в робочому зошиті: № 14, 40-70 см, ґрунт пористий, сухий.

Новоутворення

Це нагромадження речовин різної форми і хімічного складу, які формуються і відкладаються в горизонтах ґрунту в процесі ґрунтоутворення.

 

Хімічні новоутворення за формою розділяються на такі групи:

1) вицвіти та нальоти – хімічні речовини виступають на поверхні ґрунту або на стінці розрізу у вигляді тонесенької плівки;

2) кірки, примазки, потьоки – виступають на поверхні ґрунту або по стінках тріщин і утворюють шар невеликої товщини;

3) прожилки та трубочки – речовини займають ходи черв’яків або коренів, пори та тріщини ґрунту;

4) конкреції та стяження – скупчення різних речовин більш-менш округлої форми;

5) прошарки – речовини накопичуються в великих кількостях, насичуючи окремі шари ґрунту.

 

За складом хімічні новоутворення бувають:

 

1) легкорозчинні солі NaCl, CaCl₂, Na₂SO₄ та інші. Вони трапляються в засолених ґрунтах в умовах степу, пустелі. Найбільш характерні їх форми - нальоти та вицвіти, білі кірки та примазки, крупинки та окремі кристалики солей.

2) гіпс.(CaSO₄·2H₂O)- білого і жовтого кольору. Зустрічається в засолених ґрунтах у вигляді окремих прожилок, псевдоміцелію (густої сітки дуже тоненьких прожилок), конкрецій, іноді шкоринки або вицвіти на поверхні ґрунту. Характерний для каштанових, бурих ґрунтів, сіроземів, засолених ґрунтів.

3) вапно (СаСО₃) – білого кольору, зустрічається в дуже різноманітних формах у товщі профілю. Найбільш розповсюджені: плями і вицвіти розпливчастої форми; пліснява зі скупчень дуже тонких кристалів; білоочки – яскраві, компактні, різко окреслені плями; прожилки і псевдоміцелій по тонких порах ґрунту; трубочки із маси кристалічного або мучнистого вапна по ходах коренів; конкреції; прошарки лугового мергелю, що можуть досягати декілька десятків сантиметрів у товщину. Розрізняють за скипанням з 10% розчином НСІ. Характерні для чорноземів, каштанових, бурих і засолених ґрунтів.

4) гідрооксиди металів Fe³⁺, Al³⁺, Mn²⁺ у комплексі з органічними речовинами і сполуками фосфору – іржаво-бурого, охристого, кавового або чорного кольору. Основні форми – натікання (плівки, примазки), плями розпливчастої форми, конкреції, трубочки, ортзанди (тонкі ниткоподібні прошарки) у піщаних ґрунтах; ортштейни (більш потужні прошарки, які цементують масу ґрунту). Характерні для підзолистих, дерново-підзолистих, заболочених і болотних ґрунтів.

5) сполуки двовалентного заліза FeCO₃, Fe₃(PO₄)₂∙8H₂O – голубуватого, сизуватого або зеленкуватого кольору. Форми – розпливчасті плями і вицвіти в болотних і заболочених ґрунтах. На свіжих зразках впізнаються легко. На висушених зникають, тому що окислюються на повітрі до бурого кольору.

6) кремнезем SіО₂ – білястого кольору, утворює присипку на поверхні структурних агрегатів. Характерний для сірих лісових ґрунтів, опідзолених чорноземів, солонців. Розпізнається важко, рекомендується розламати структурнй агрегат і порівнювати колір її поверхні і внутрішньої маси.

7) гумусові речовини – чорного або темно-бурого кольору, утворюють натьоки, надаючи останнім глянцюватого вигляду. Зустрічаються в середній частині підзолистих і солонцюватих ґрунтів, солонців.

 

 

Біологічні новоутворення:

1) копроліти – екстрименти черв’яків і дичинок комах, що складаються з частинок грунту, які пройшли через органи травлення останніх. Капроліти знаходяться в пустотах, пророблених ходами тварин і на поверхні грунту у вигляді добре склеєних водостійких грудочок грунту. Капроліти характерні для багатих на фауну грунтів.

2) кротовини – ходи землериїв, заповнені масою ґрунту. У профілі великі плями округлої, овальної форми, за кольором та станом відрізняються від іншої маси ґрунту. Типові для чорноземів.

3) корневини – сліди зігнилих великих деревних коренів. Характерні для лісових ґрунтів.

4) червоточини – хвилясті ходи – канальці черв’яків. Зустрічаються в багатьох ґрунтах.

5) дендрити – відбитки дрібних коренів на поверхні структурних агрегетів, часто забарвлені в темний колір за рахунок гумусу, утвореного при розкладі коренів. Зустрічаються в різних ґрунтах.

 

Хід роботи

Старанно розглянути зразок ґрунту неозброєним оком та в лупу. Обережно розламуючи зразок, визначаємо структурні відмінності і, розтираючи між пальцями масу ґрунту, визначаємо форму новоутворень.

Для визначення хімічного складу новоутворень білого кольору роблять ряд якісних реакцій. Для цього ножем або скальпелем зачищають у фарфорову чашку новоутворення і розчиняють його у дистильованій воді, потім в одній частині проби проводять реакцію на СІ^- з AgNO₃, а в іншій – на SO₄^2- з ВаСІ₂. Якщо новоутворення не розчиняються у воді, то його обробляють 10% розчином НСІ. При цьому СаСО₃ бурхливо закипає, гіпс не закипає, але розчиняється в соляній кислоті.

Приклад запису в робочому зошиті: № 21, 40-50, гумусові речовини у вигляді кірки на поверхні структурних агрегатів.

 

Включення

 

Це сторонні тіла в профілі ґрунту, присутність яких не пов’язана з процесом ґрунтоутворення. До них належать:

1) кам’янисті включення – уламки гірських порід;

2) залишки тварин і рослин у вигляді раковин, кісток, коренів, уривків листя, хвої;

3) влючення антропогенного походження – уламки цегли, черепки посуду та ін.

Приклад запису в робочому зошиті: № 16, 10-20см, багато нерозкладених тонких коренів рослин, уривки стебел, у невеликій кількості галька.

 

Скипання

 

Скипання свідчить про наявність у ґрунті карбонатів, що руйнуються від дії 10% НСІ за реакцією:

СаСО₃ + 2НСІ = СаСІ₂ + СО₂

 

СО₂ виділяється з ґрунту у вигляді пухирців з характерним шипінням або потріскуванням. Відсутність у зразку видимих оком новоутворень не дозволяє зробити висновок про відсутність карбонатів, тому що вони можуть міститися у вигляді дуже дрібних кристалів. Для визначення скипання беруть пучечку ґрунту у фарфорову чашечку, змочують кількома краплинами води і обробляють кількома краплинами 10%-ї НСІ. Попереднє змочування водою потрібне, щоб витіснити з грунту повітря, яке може імітувати при його витісненні незначну кількість карбонатів. У робочий зошит записують свої спостереження про інтенсивність скипання.

Приклад запису в робочому зошиті: №19, 0 – 10см, скипає слабо.

 

Завдання для самостійної роботи

 

У викопаних ямах виділяються генетичні горизонти, відбираються з них зразки і описуються морфологічні ознаки.

Студент одержує коробочний зразок і повинен визначити та записати в робочий зошит усі морфологічні ознаки ґрунту, за винятком щільності та будови профілю.

У робочий зошит записують повну морфологічну характеристику зразка грунту, наприклад: № 20, 0-20см, однорідного бурувато-чорного забарвлення, з дрібнозернистою добре вираженою структурою, водостійкою, пухкої пористої консистенції, з великою кількістю тонких коренів, суглинистий, новоутворення відсутні, не скипає.

 

Контрольні запитання

 

1. Морфологічні ознаки ґрунту.

2. Основні типи забарвлення ґрунту та їх причини.

3. Агрономічне та діагностичне значення забарвлення.

4. Поняття про структуру ґрунту (морфологічне, агрономічне),

безструктурні ґрунти, водостійкість структури.

5. Основні типи структури.

6. Діагностичне значення структури.

7. Поняття про механічні фракції ґрунту та гранулометричний склад.

8. Діагностика гранскладу в польових умовах.

9. Консистенція ґрунту та її типи.

10. Типи пористості.

11. Новоутворення в ґрунтах.

12. Включення в ґрунтах.

13. Скипання грунту.

 

Лабораторна робота №1

 

Тема: Визначення польової, гігроскопічної, максимально гігроскопчної і продуктивної вологи в орному шарі ґрунту

Мета: ознайомитись і вивчити методику визначення польовоїгігроскопічної і продуктивної вологи в орному шарі ґрунту, вивчити методику та визначити гігроскопічну вологу ґрунту.

Обладнання: алюмінієві бюкси, сушильна шафа, технічні ваги, важки, ґрунтовий ніж, бур, аналітичні ваги, ексикатори, зразки ґрунту, фарфорова ступка, набір сит.

Теоретичний матеріал

Польова волога ґрунту відображає валовий вміст вологи у ґрунті в момент її визначення. Проби на вологу беруть буром із свердловини або із стінки розрізу ґрунтовим ножем у трикратній повторності із середини генетичних горизонтів або верхньої і нижньої його частини.