МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Обнинский институт атомной энергетики –

филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

(ИАТЭ НИЯУ МИФИ)

Инженерно-физический институт биомедицины

Отделение биотехнологий

Кафедра биологии

Отчет по лабораторной работе №6

На тему: «Определение плотности почвы»

Работу выполнил: Студент курса гр.

Проверил:

Оценка:

Оглавление

Цель работы 3

Основные понятия 3

Определение плотности почвы из рассыпного образца 4

Посуда и оборудование 4

Выполнение работы 5

Определение плотности твердой фазы почвы 5

Посуда и оборудование 5

Выполнение работы 5

Обсуждение результатов 6

Выводы 7

Цель работы

Освоить основные методы определения плотности почвы.

Основные понятия

Плотностью сложения почвы называют массу единицы ее объема в естественном состоянии. Плотность сложения почвы характеризует взаимное расположение почвенных частиц и агрегатов и выражается в г/см³. Она зависит от гранулометрического состава, содержания органического вещества и структурного состояния почвы. При определении плотности сложения узнают массу почвы в определенном объеме со всеми порами, имеющимися в почве. Поры удерживают воду, обеспечивают дренаж, способствуют газообмену, росту и распространению корней.

Под плотностью твердой фазы почвы понимают отношение массы твердой фазы почвы в сухом состоянии к массе равного объема воды при 4С. иначе говоря, это масса единицы объема сухого вещества почвы без учета пор. Таким образом, плотность почвы всегда будет меньше плотности ее твердой фазы. Плотность твердой фазы у разных почв различна из–за разного минералогического состава и содержания органического вещества

Плотность сложения минеральных почв колеблется от 1.0 до 1.8 г/см³. В верхних горизонтах почв, богатых гумусом, плотность составляет 0.9 – 1.2 в нижних – 1.3 – 1.6 г/см³. У почв с небольшим содержанием гумуса и легким гранулометрическим составом плотность около 1.3 – 1.6 г/см³. В почвах с плотным сложением она достигает 1.8 г/см³ для нижних горизонтов.

В среднем плотность твердой фазы у большинства почв составляет 2.50 – 2.65 г/см³ в зависимости от указанных причин. Чем больше гумуса содержит почва, тем меньше плотность ее твердой фазы. У торфов она зависит от степени их разложения и зольности.

От плотности зависят водно-воздушные, тепловые и биологические свойства почв. С уплотнением суглинистых и глинистых почв уменьшается общая скважность и объем пор аэрации, увеличивается объем неактивных пор, в которых вода недоступна растениям. Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, т.к. почва быстро иссушается, нарушается контакт корней с почвой. Для оценки плотности почвы можно воспользоваться табл. 9.

Таблица 9

Оценка плотности почв методом Н.А. Качинского

Плотность почвы, г/см3	Качественная оценка плотности почвы
<1	Почва рыхлая или богата органическим веществом
1.0 – 1.1	Типичные величины для культурной свежевспаханной почвы
1.2	Типичные величины для верхнего горизонта целинной почвы; удовлетворительное состояние пахотной почвы
1.3 – 1.4	Пашня сильно уплотнена; типичные величины для верхних горизонтов целинных почв с легким гранулометрическим составом
1.4 – 1.6	Типичные величины для подпахотных горизонтов любых почв
1.6 – 1.8	Сильно уплотненные иллювиальные горизонты почв

В лабораторных условиях плотность почвы определяют из рассыпного образца с нарушенным строением почвы. В полевых условиях отбирают пробы почвы с ненарушенным строением, вертикально или горизонтально, вбивая металлический цилиндр в почвенный горизонт, плотность которого определяется. Цилиндр выкапывают с почвой, обрезают почву ножом, закрывают крышками и помещают в полиэтиленовый пакет. Затем в лаборатории определяют ее плотность, не забывая определить полевую влажность.

На практике знание плотности сложения почвы позволяет определить ее массу для расчета запасов гумуса и питательных веществ. Для расчета пористости или скважности требуется знание обоих показателей плотности.

Определение плотности твердой фазы почвы включает измерение объема известной массы частиц. Почву диспергируют в воде и удаляют из суспензии воздух. Затем, зная объем суспензии, находят объем частиц.

Знание плотности почвы позволяет рассчитывать запасы влаги, питательных веществ в почве, ее пористость, показатели загрязнения и т.д.

Определение плотности почвы из рассыпного образца

Посуда и оборудование

Специальный металлический стакан с двумя крышками или стакан с градуировкой при его отсутствии, линейка, весы технические, три образца почв.

Выполнение работы

1. специальный металлический цилиндр с крышками взвешивают на технических весах с точностью до 0,01г.

2. Насыпают в стакан почву из нерастертого образца, уплотняют его, постукивая стаканом о ладонь.

3. Измеряют высоту насыпного слоя почвы, диаметр стакана по его внутренней стороне и определяют объем воздушно-сухой почвы.

4. Взвешивают стакан с почвой и проводят необходимые расчеты. Плотность почвы находят по формуле

где d_v – плотность почвы (г/см³);

m – масса воздушно-сухой почвы (г);

V – объем стакана (см³); r²h, ( ); r – радиус стакана (см); h – высота стакана (см).

Подставляю значения:

m=26,85 г.

V=153,2 см³

d_{v= =}0,175 г/см³

Результаты измерений и взвешиваний записывают в таблицу 10.

Таблица 10

Результаты определения плотности почвы

Генетический горизонт, глубина, см	Масса стаканчика, г	Масса стаканчика с почвой, г	Масса почвы (m), г	Объём почвы (V), см3	Плотность почвы (d), г/см3
6,5	110,36	137,21	26,85	153,2	0,175

Определение плотности твердой фазы почвы

Посуда и оборудование

Стакан с градуировкой на 250 мл, мерная колба на 250 мл, весы технические.

Выполнение работы

1. Взвешивают градуированный стакан на 250 мл с точностью до 0,01 г.

2. Помещают в него примерно 25 см³ предварительно просеянной через сито с отверстиями 2 мм и просушенной в течение 1 часа в сушильном шкафу почвы.

3. Взвешивают стакан с почвой.

4. Добавляют 50 мл дистиллированной воды и кипятят на небольшом огне 30 мин.

5. Взвешивают мерную колбу на 250 мл с точностью до 0,01 г и переливают в нее через воронку охлажденную суспензию, используя промывалку, чтобы не потерять частицы почвы.

6. Доводят содержимое до метки и взвешивают.

7. Учитывая массу пустого стаканчика и пустой колбы, находят массу сухой почвы, г (m_а), массу суспензии, г (m_b); массу воды, которая будет равна m_b – m_а. Поскольку плотность воды равна 1 г/см³, объем воды в колбе (V_в) численно тоже будет равен m_b – m_а . Результаты взвешиваний записывают в таблицу. Окончательно плотность твердой фазы почвы рассчитывают по формуле

,

где D – плотность твердой фазы почвы (г/см³);

m_а – масса сухой почвы, (г);

V_к – объем колбы (250 см³);

V_в – объем воды в колбе (см³).

Подставляю значения:

m_а – 25,22 г.

V_к – 250 см³

V_в – 234,68 см³

D= =1,65 г/см³

Измерения заносятся в таблицу 11.

Таблица 11

Результаты определения плотности твёрдой фазы почвы

Генетический горизонт, глубина, см	Масса сухой почвы (mа), г	Масса пустой колбы, г	Масса колбы с водой и почвой, г	Масса суспензии, г (mb)	Плотность твёрдой фазы почв ы (d), г/см3
6,5	25,22	73,86	333,76	259,9	1,65

Обсуждение результатов

В ходе проведенного исследования мы обнаружили, что образец почвы, собранный в ***, обладает плотностью сложения d_v = 0,175 г/см³ и относится к верхним горизонтам почв, богатых гумусом. Она рыхлая и богата органическим веществом.

Также мы нашли плотность твердой фазы почвы, равный D = 1,65 г/см³, что ниже среднего значения (2,50-2,65 г/см³). Это означает, что в ней повышено содержание гумуса. Чем больше гумуса содержит почва, тем меньше плотность ее твердой фазы.

Выводы

В ходе Лабораторной работы №6 «Определение плотности почв» мы установили, что от плотности зависят водно-воздушные, тепловые и биологические свойства почв. С уплотнением суглинистых и глинистых почв уменьшается общая скважность и объем пор аэрации, увеличивается объем неактивных пор, в которых вода недоступна растениям. Чрезмерно рыхлое состояние почвы также неблагоприятно, т.к. почва быстро иссушается, нарушается контакт корней с почвой.