Лабораторна робота № 2 Тема: Опис ґрунтового розрізу

Мета роботи: ознайомитися з методикою описугрунтового розрізу. Навчитись описувати ґрунтовий розріз.

Прилади і матеріали лопата, ніж, лінійка або рупетка. 5-Ю %-й розчин соляної кислоти, вода, зошит набір олівців

Генетичні горизонти грунту.Під впливом складних фізико-хімічних і біологічних процесів материнська порода перетворюється в грунт, набуває ознак родючості і певних зовнішніх морфологічних змін. Так поступово формується певний профіль фунту, на якому залежно від умов і процесів ґрунтоутворення створюються відповідні генетичні горизонти. Залежно від умов ґрунтоутворювальні процеси можуть проходити в різних напрямках та з різною інтенсивністю, а тому профіль ґрунту в цілому ійою генетичні горизонти бувають досить різноманітними. Щоб дослідити профіль ґрунту та ознаки його генетичних горизонтів, необхідно викопати яму глибиною1,5—2 м з вертикальною стіною (рис.2), на якій буде фактично відбита вся історія розвитку даного ґрунту.

За ознаками окремих генетичних горизонтів можна визначити гип ґрунту, а це даг певне уявлення про його родючість, походження, агрономічні властивості тощо.

Рис 2 І рунтовий розрн

При вивченні фунтів виникла потреба назвати генетичні юризонти. В.ВДокучаев позначив їх умовними знаками-індексами. використовуючи для цього букви латинського алфавіту: А- верхній гумусовий, або перегнійно- акумулятивний горизонт; В- перехідний горизонт, що лежить безпосередньо під горизонтом А, ігоризонт С (материнська порода), яким закінчується профіпь.

В окремих генетичних горизонтах часто спостерігається неодноманітність. Наприклад, верхня частина відрізняється від середньої або нижньої. Тоді його поділяють на підгоризонти (Аі А₂або В| В;>. В-,).

На Україні для визначення генетичних горизонтів користуються індексами, запропонованими академіком О. Н Соколовським та його учнями

Таблиця 2.

Система індексів для позначення ірунтових горизонтів

Назва горизонту	Індекси, прийняті на Україні	Індекси В В Докучаева
Лісова (або лучна) підстилка Гумусовий горизонт		Ао
	Н	а,
Елювіальний горизонт	Е	а2
Ілювіальний іодіпонг	1	В
Материнська (труні оутворююча) порода Карбонати	Р	С
	К
Глейовий горизонт	01
Гіпсований горн'юнт	о
Мергечистий горизонт , Горизонт, в якому присуїш розчинені солі(солонцевий)	м 8	_ _ —
Торф	т

Часто доводиться для позначення одного горизонту користуватися одночасно двома або трьома знаками - НЕ, НІ, Нр, Не, Рк або Рі та ін. При цьому найбільш виражений, основний показник ставлять першим, а менш виражений— другим і його пишуть з малої літери.

Наведені індекси при порівнянні їх між собою дають певне уявлення про тип Грунту, його генетичні горизонти і гу різницю, яка існує між ними в окремих типах грунтів (рис. З).

Кожний горизонт мас свою потужність, або товщину, що вимірюється в сантиметрах, а всі юризонти до незмінної породи дають уявлення про глибину (товщину) профілю даного грунту

Потужність, або товщина, кожного горизонту в одному і тому ж типі ґрунту може бути різною. Наприклад, гумусовий горизонт (Н) в чорноземах моЖе бути завтовшки від 25 до125 см і більше.

Найбільш важливими морфологічними (зовнішніми) ознаками, що беруть до уваїи гіри ознайомленні з ґрунтами в полі або при дослідженні їх, є будова профілю, товщина генеіичних горизонтів, забарвлення, структура, включення, новоутворення та ін.

Товшина грунгу і генетичних горизонтів.Профіль грунту охоплює всю товшину його (від поверхні до незмінної породи). Товщина профілю різних ґрунтів залежно від процесу ґрунтоутворення й стадії розвитку ґрунту буває від 20см (фунти пустинь) до200 або й250 см (ґрунти чорноземної зони). Товщина ґрунту і характер йою генетичних горизонтів дають певне уявлення про ґрунтоутворювальні процеси, якість фунту та вміст у ньому тих чи інших речовин

Забарвленняфунтового профілю залежить від наявності у ньому тих чи інших хімічних речовин. Інтенсивність забарвлення горизонту чи фунту у значній мірі залежить від ступеня його вологості: чим більша вологість- тим він мас темніший відтінок.

Проте, чисті кольори в фунті зустрічаються рідко, переважно вони бувають змішані, що значно утруднює правильне визначення.

с

Рис 3 Загальна схема будови ґрунтового профі ію (заС А Моніним)

Під структурою грунту розуміють грудочки, на які розпадається грунт при струшуванні на лопаті або при легкому здавлюванні в руці. Форма, розмір, ступінь їх виразності, а також механічна міцність і стійкість проти розмивання водою (водостійкість) залежать від генезису (походження фунту). Структура є важливою ознакою фунту, на яку необхідно звертати особливу увагу. У процесі ґрунтоутворення для кожного гину фунту і його іенетичних горизонтів створюється властива тільки одному йому структура (табл. 3). Наприклад,зерниста, горіховиднахарактерні для чорноземів, призматична— для перехідних горизонтів сірих опідзолених грунтів Лісостеггу, шарувата - для верхніх горизонтів підзолистих ґрунтів (рис4).

Механічний склад.Під механічним складом материнської породи чи фунту розуміють відносний (у відсотках) вміст у них різного розміру механічних часток, піску та глини (робота2).

Рис 4 Типові структурні елементи1 - зерниста,2 - горіхоподібна,3 - призматична,4 - шарувата,5 - бриласта

Щільність ґрунту.Щільність є важливою фізичною ознакою фунту, яка показує опір останнього обробітку. Щільність грунту залежить від механічного складу, структури, вологості, тому вона опосередковано характеризує і ці показники ґрунту. Точне визначення щільності проводиться спеціальними приладами— щільномірами А при загальних описах фунту її визначають приблизно по опору фу ту удару ножа. Можна виділити такі градації щільності.

Грунт дуже щільний — ніж з великим зусиллям робить на стінці розрізу невелике заглиблення (типовий для ілювіальних горизонтів підзолистих ґрунтів важкого механічного складу і солонців).

Ґрунт щільний ніж з великим зусиллям фохи входить у ґрунт (типовий для ілювіальних горизонтів підзолистих фунтів).

Грунт ущільнений ніж з невеликим зусиллям входить у ґрунт (типовий для різних горизонтів фунтів, середніх за механічним складом).

Будова грунту.Під будовою ґрунту розуміють його зовнішній вигляд, який залежить від пористості грунту і його щільності. Таким чином, опис щільності до певної міри говорить про будову фунту, іноді взв'язку з цим сам опис щільності видаляють як опис самостійного показника, але це робити недоцільно. Для повної характеристики будови фунту, у доповнення до визначення щільності, відзначають наявність у фунті видимих простим оком йор і тріщин, вказуючи переважаючі їх розміри.

Будова грунту — досить важливий морфологічний і афономічний показник. Він дає певне уявлення про його аерацію, водопроникність, легкість щодо обробітку сільськогосподарськими знаряддями та ін.

Таблиця З

Класифікація структурних агрегатів

Структури	Розмір, мм	Водоутримуюча здатність
1	2	3
Кубоподібна
Бриласта - граш і ребра виявлені не різко	20	Невисока
Грудочкувата - ірані і ребра виявлені слабо крупногрудочкувата середньої рудочкувата дрібногрудочкувата	20-10 10-1 1,0-0,25	Відносно висока
Горіхоподібна - грані і ребра виявлені різко крупноторіхоподібна середньогоршшодїбна дрібногоріхоподібна	20-10 10-7 7-5	Висока
Зерниста - грані і ребра виявлені не різко' крупнозерниста середньозерниста дрібнозерниста	5-3 3-1 1,0-0,5	Висока
Призмоподібна
Стовпчаста з округлою верхівкою і плоскою основою		Невисока
крушюстовнчаста середньостовпчаста дрібносго ві ічаста	50 50-30 30-10
Призматична з плоскою верхівкою крупнопризматична середньопризматична дрібнопризмагична	50-30 30-10	Невисока
Плитоподібна круїшопнлитоподібна середньоплитоподібна дрібнопли гоподібна	30-10 50-30 10	Невисока

Новоутворення.В фунтових горизонтах зустрічаються різні утворення, за якими можна встановити процеси, що в ньому проходили. Новоутворень у формі різних хімічних сполук може бути в окремих горизонтах дуже багато.

Зокрема до них відносять: вуглекисле вапно (СаСОз),яке найчастіше зустрічається в чорноземах; гіпс (Са§0₄х 2Н_гО),поширений у нижніх горизонтах південних чорноземів і каштанових грунтів; гідроокиси заліза Ре(ОН)₃і окиси марганцю (Мп0₄)— в підзолистих і дерново-підзолистих ґрунтах; закиси заліза (РеО)— в болотних ґрунтах; легкорозчинні солі КСІ, М§СІ₃, К₂$0₄х 10Н₂0 та інші новоутворення, характерні для солончаків і солонців. В підзолистих, дерново-підзолистих і сірих опідзолених ґрунтах Лісостепу скупчується багато крем'янки (§і₂0) і колоїдів перегнійних та мінеральних речовин. Майже у всіх грунтах зустрічаються такі утворення біологічного походження, як копроліти (екскременти черв'яків, личинок і комах), кротовини (ходи кротів, хом'яків, ховрахів) та червоточини (ходи червів).

Включенняв ґрунтах— це різні уламки кристалічних порід (камені, галька, щебінь, хрящ); рештки тваринного і рослинного походження (кістки тварин, черепашки, коріння). До включень також відносять реліктові залишки людської культури (антропогенного походження), наприклад черепки посуду, шматочки вугілля, рештки попелу, знаряддя кам'яного чи іншого віків, уламки цегли тощо.

Закипання.Для визначення наявності в ґрунті карбонатів кальцію на нього капають 5-10-процентним розчином соляної кислоти. Остання, вступаючи у взаємодію з СаСОз,руйнує його з виділенням вуглекислого газу за такою реакцією: СаСОз+ 2НС1= СаСІ₂і Н₂С0₃(вугільна кислота). Вугільна кислота, як сполука нестійка, руйнується з виділенням води і вуглекислого газу, бульбашки якого і викликають ніби закипання ґрунту. Наявність або відсутність в фунті карбонатів є важливою його ознакою, що свідчить про ступінь йоговшгуговування. Відсутність карбонатів кальцію, а оіже, і закипання, типова для грунтів лісової зони і зони тундр: вона свідчить про значне їх вилуговування (промитість), і, навпаки, закипання свідчить про наявність карбонату кальцію і, отже, про малий ступінь його вилуговування. Останнє типове для південних фунтів (чорноземів, каштанових та і н.).

Важливим показником вилуговування є глибина закипання фунту. Чим глибше від поверхні закипає грунт, тобто чим глибше залягають , карбонати, тим він сильніше промивається і вилуговується, що в свою чергу безпосередньо пов'язано з кліматом даної зони. Так, наприклад, у звичайних чорноземах закипання спостерігається на глибині близько50 - 60 см, а в чорноземах, розташованих на півночі зони,— на глибині близько100 — 120 см. Наприклад, світло-каштанові ґрунти закипають на глибині всього25 — ЗО см, а часто і з поверхні.

Від кількості наявного в ґрунті карбонату кальцію залежить інтенсивність закипання, тому треба визначати і його, вказавши, сильно, середньо чи слабо закипає грунт. Останнє визначається приблизно за швидкістю й енергією виділення бульбашок.

Характер переходу горизонтів.Характер переходу горизонту в наступний багато в чому визначає загальну будову фунту і свідчить про ступінь диференційованостігрунтового профілю. За ступенем вираженості виділяють такі типи переходу:

а) перехід різкий - перехід здійснюється через1— 2 см;

б) перехід чіткий - перехід здійснюється через2—5 см;

в) перехід помітний - перехід здійснюється через5—10 см;

г) перехід поступовий - перехід здійснюється більше ніж за10 см.

Слід мати на увазі, що наведені цифри є тільки орієнтовними, і в кожному окремому випадку при визначенні ступеня вираженості переходу треба враховувати не тільки наведену вище формальну ознаку, а й інтенсивність зміни забарвлення, структури і ознак, від яких також багато в чому залежить ясність переходу.

За характером меж між генетичними горизоніами виділяють такі: рівні, хвилясті, язикуваті. У двох останніх випадках в опису відзначають крайні межі коливання границі. Так. наприклад, якщо межа язикувата, типова для переходу від горизонту Е в гориюнт 1 підзолистих грунтів, то треба зазначити, до якої глибини доходять язики горизонту Е. Якщо межа хвиляста, то, вказуючи в сантиметрах середню глибину переходу, потрібно записати, крім того, верхню, і нижню його глибину і т. д.

Описом переходу закінчують опис цього горизонту, після чого описують горизонт, який лежить нижче. Він проводиться за такою самою схемою Потім описують наступний, іцо лежить нижче, після нього новий наступний і так дапі, поки не буде закінчено опис всього профілю ґрунту.

Отже, кожний профіль у певній мірі відбиває всі ті умови і події, які відбувались на місці утворення даного грунту. За цими морфологічними ознаками можна встановити історію того чи іншого району, походження порід та ґрунтоутворювального процесу.

Уважне вивчення профілю ґрунту і всіх його генетичних горизонтів дає певне уявлення про процеси ірунтоутворення та агрономічні властивості даного типу ґрунту.

Хід роботи

1. Ознайомитися з типом ґрунтів, що розповсюджені в даному регіоні.

2. Розмітити сторони розрізу: довжина 120-200см, ширина 70-80см.

3. Викопати розріз до материнської породи (150 - 200 см або глибше) як показано на рис.2.

4. Гіри описі розрізу в зошиті відмітити його порядковий номер, місце розміщення (можна нанести на план чи карту), вказати елемент рельєфу, описати рослинність навколо розрізу, тип угіддя (рілля, луки, цілина, сад, ліс тощо).

5. Уважно розглянути розріз і за характером забарвлення та іншими морфологічними ознаками визначити межі генетичних горизонтів, помітивши їх ножем.

6. Виміряти відстань генетичних горизонтів від поверхні, визначити їх потужність і описати їх морфологічні ознаки втакій послідовності:

   1. Горизонт(Н, НЕ, НІ, Ір, Р та ін.).

   2. Глибинна потужність горизонту,наприклад:Но (0 - 3 см), НЕ(3 - 14см) іт.д.

   3. Забарвлення,в опису зміна забарвлення^-може бути відображена так: НЕ- світло-сірий; Е— білястий, з слабким сіруватим відтінком І— бурий (здебільшого червоно-бурий); Ь— червоно-бурий з відтінками: Рк— палевого кольору.

   4. Структура,виділяють основні типи і види структури ґрунту (див, рис.4 ітабл. 3).

   5. Механічний склад,за механічним складом кожний горизонт і підгоризонт може бути піщаним, супіщаним, легкосуглинковим, важкосуглинковим та глинистим.

   6. Щільність,звичайно, визначення щільності ґрунту дуже суб'єктне., і тому треба намагатися насамперед правильно передати зміну щільності з глибиною. Для цього дуже зручно використовувати порівняльну характеристику горизонтів, користуючись словами "щільніший за попередній", "менш щільніший, ніж попередні" і т. п.

   7. Будова,наприклад, в описі зазначають: пористий (горизонт), пори розміром0,5 - і,0 мм або тріщинуватий, тріщини в і- 3 мм і т. п.

   8. Включення і новоутворенняЗазначають наявність різного роду включень і новоутворень.

   9. ЗакипанняНа поверхню моноліту в напрямі знизу вгору (тобто починаючи від материнської породи до поверхні) через кожні І- 1,5 см капають5 - 10 %-ним розчином НС1, спостерігаючи, в якому місті ґрунтового профілю закипання припиниться.

   10. Характер переходу горизонту в наступний.Опис переходу одного горизонту в інший повинен складатися ніби з двох частин. Наприклад: "Перехід різкий, межа рівна", "Перехід помітний, межа хвиляста з коливанням глибини від32 до45 см", "Перехід ясний, межа язикувата, язики іоризонту доходять до глибини39 см".

Форма запису результатів

Генетичний горизонт	Потуж­ність	Забарв­лення	Струк­тура	Механіч­ний склад	Щіль­ність	Будо­ва	Включ­ення	Новоут­ворення	Заки пан ня	Характер переходу і оризонт>

Як доповнення до опису низинних та заплавних ґрунтів, можна зробити пробу на оглеєння. Посиніння грудочки фунту від розчину червоної кров'яної солі свідчить про наявність закисних сполук заліза.

Після опису розрізу замалювати профіль кольоровими олівцями.

Враховуючи сукупність і характеристику генетичних горизонтів та інші ознаки, визначити тип, підтип, вид і різновидність грунту, дати агрономічну характеристику, запропонувати можливі заходи по підвищенню родючості грунту.

Контрольні питання:

1. Поясніть, що таке генетичний горизонт, які генетичні горизонти виділяють.

2. Поясніть вплив кліматичних факторів на процеси ґрунтоутворення.

3. Поясніть роль біологічного фактору в процесі ґрунтоутворення.

4. Дайте характеристику морфологічним ознакам грунту.

5. Що таке тип фунту?

Лабораторна робота № З Тема: Визначення механічного (гранулометричного) складу ґрунту без приладів

Мета: Навчитись визначати механічний склад грунту без приладів.

Прилади і матеріали- зразки різних грунтів, вода, піпетка.

Отже механічний склад фунту є його важливою фізичною властивістю, який в значній мірі впливає на його морфологічний склад, тому в загальних рисах його описують і при вивченні морфології фунту.

Під механічним складом фунту розуміють процентне співвідношення в ньому частинок різної величини. Практично його визначають за відносним вмістом у фунті частинок фізичного піску (їх розмір понад 0,01 мм) і частинок фізичної глини (розмір яких менше0,01 мм). В таблиці4 подано класифікацію ґрунтів за механічним складом.

Механічний склад ґрунту визначають, як правило, в лабораторії, проте існує ряд методів наближеного його визначення. При морфологічних описах ґрунтів у полі слід мати на увазі, що всі ці методи, даючи тільки наближені результати, допускають помилку в визначенні на одну градацію наведеної нижче шкали. Так, наприклад, середньосуглинкові фунти можуть бути визначені як легкосуглинкові, а важкосуглинкові як глинисті і т. д.

Хід роботи

Для визначення гранулометричного складу грунту скористаємося двома методами.

І. "Сухий" метод.Для цього необхідно взяти грудочку ґрунту, роздавити її пальцями на долоні і втирати в шкіру. Чим важче зруйнувати грудочки і чим більша його частина після повного роздавлювання втирається у шкіру, тим ґрунт важчий за грануло метри чни м складом.

Глинисті фунти в сухому стані розтираються на долоні дуже важко, а після розтирання дають тонкий однорідний порошок. В суглинкових фунтах серед переважаючих глинистих часточок спостерігається наявність незначної

кількостіпіщаних, а в супіщаних ґрунтах переважають піщані часточки з невеликою домішкою глинистих. Піщані ґрунти складаються майже повністю із зерен піску, ґрунтова маса сипуча, безструктурна.

Приблизно визначивши співвідношення глинистих та піщаних часточок у ґрунті, за таблицею 4 можна визначити гранулометричний склад даного зразка.

Таблиця 4

Класифікація грунтів за гранулометричним складом (за Н.А. Качинсь к и м)

Вміст фізичної глини	(частинки <0,01 мм),%	Вміст фізичного ПІ	ску (частинки > 0,01 чм),%
Грунт '-.; ПІДЗОЛИСТИМ тип ! ґрунтоутворення	степовий тип ґрунтоутворення	гплзолист ий тип ґрунтоутворення	' степовий тип ґрунтоутворення
Пісок пухкий 0 • 5 зв'язний5 10	0-5 5-10	100-95 95 - 90	100 - 95 95 90
Супісок 10-20	10-20	90-80	90 - 80
Суглинок легкий 20 - ЗО середній ЗО- 40 важкий40 - 50	20-30 30-40 45-60	80-70 70-60 60 - 50	80-70 70-55 55-40
1 Глина легка 50 - 65 ^1 середня65 - 80 І важка>80	60-75 75 - 85 >85	50 - 35 35 - 20 <20	40-25 25- 15 <15

2. "Мокрий" метод (метод шнура).Взяти невелику кількість ґрунту з досліджуваного зразка (близько3 - 5 г) без корінців, дрібних камінців та інших включень. Грунт зволожити водою та розм'якшити пальцями до консистенції тіста. З такого фунту спробувати скачати шнур товщиною близько3 - 5 мм і згорнути його в кільце діаметром близько3 см. Зовнішній вигляд цього шнура і є показником гранулометричного складу ґрунту:

Таблиця 5

Результати визначення механічного складу грунту за методом шнура

^ Механічний склад

С тан грунту в кільці

Результати "мокрого" методу

Механічний склад іруктч'

¹ трушч

Стан грунту в кільці	мехашчнии склад грушу
Шнур згорнутий в кільце без тріщин	Глина
Легко згортається в кільце, але при згортанні утворюються тріщини	Суглинок важкий
При скатуванні в кільце розпадається на частки	Супісок 1
Кільце згорнути неможливо	Пісок 1

Форма зап и су рсзул ьтатів

	(Результати сухого методу	Результати Механічний склад
зразка	1 Вмі^т фізичної глини Вміст фізичного піску% %	'мокрого" методу грунту
1 2		» — ———
3
4

Контрольні питання

1. Що таке структура і структурність фунту?

2. Вплив структури фунту на його фізико-хімічні властивості і родючість.,

3. Дайте характеристику механічному складу фунту.

4. Дайте характеристику фізико-механічним властивостям грунту, від чого вони залежать.

5. Які фунти називають безструктурними і чому?