Гранулометричний склад грунту

Первинні грунтові 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 грунтів приблиз­но на 90% представлений ЕГЧ мінеральної природи. ЕГЧ можуть мати будь-яку геометричну форму: шар, куб, призма тощо. Умовно фор­му їх приймают за кулеподібну, враховуючи так званий ефектив­ний діаметр. Механічні частинки приблизно однакового діаметра об'єднують у фракції, оскільки вони володіють подібними властиво­стями. У ґрунтознавстві відомо кілька класифікацій механічних еле­ментів, проте загальновизнаною є класифікація H. A. Качинського, яку широко використовують у навчальній і науковій літературі (табл.2).

 

Назва фракції механічних елементів	Розмір механічних елементів, мм
Каміння	>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	<0.0001

 

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 ЕҐЧ скелет (часточки крупніші 1 мм) і дрібнозем (менші 1 мм).

Кожна фракція во­лодіє певними характер­ними властивостями, по-різному впливає на влас­тивості ґрунтів, що пояс­нюється неоднаковим мінералогічним і хімічним складом, фізичними та фізико-хімічними її влас­тивостями.

Фракція каміння представлена переважно уламками гірських порід. Каменястість - явище незадовільне, оскільки наявність у ґрунті значної кількості включень літогенного походження призводить до збільшення енергетичних затрат ґрунтової біоти на їх огинання при рості чи русі, а також до ускладнення його обробітку та прискорення зносу сільськогосподарських знарядь. За ступенем каменястості ґрун­ти поділяють на некаменисті - вміст каміння не перевищує 0,5%, сла-бокаменисті - 0,5-5%, середньокаменисті - 5-10%, сильнокаменисті - понад 10%. За типом каменястості ґрунти можуть бути валунні, галечникові та щебенюваті.

Гравій - складається з уламків первинних мінералів. Високий уміст гравію в ґрунтах не впливає на обробіток, але створює не

сприятливі властивості, такі як низька вологоємність, провальна во­допроникність і відсутність водопідйомної здатності.

Піщана фракція - складається з уламків первинних мінералів, перш за все кварцу та польових шпатів. Ця фракція володіє висо­кою водопроникністю, не набухає, не пластична, а також володіє деякою вологоємністю та капілярністю. На грунтах із великим умі­стом цієї фракції та при інших сприятливих умовах добре розвиваєть­ся фітоценоз з підвищеною вимогливістю до повітряного та тепло­вого режиму, зокрема непогані врожаї дає картопля.

Крупнопилувата фракція мало чим відрізняється від піску, тому її властивості дуже схожі. Проте середньопилувата фракція збага­чена слюдами, що значно підвищує пластичність і зв'язність. Середній пил дисперсніший, ліпше утримує вологу, але володіє слабкою во­допроникністю, нездатний до коагуляції та не бере участі у струк­туроутворенні і фізико-хімічних ґрунтових процесах. Як наслідок, грунти, збагачені цими фракціями, будуть володіти відповідними вла­стивостями. Пил дрібний - досить високодисперсна фракція, що скла­дається з первинних і вторинних мінералів. Здатна до коагуляції, бере участь у структуроутворенні, володіє поглинальною здатністю, містить значну кількість гумусових речовин. Велика кількість неаг-регованого дрібного пилу в грунтах спричиняє такі негативні влас­тивості, як низька водопроникність, значна кількість недоступної во­логи, висока здатність до набухання й усадки, липкість, тріщину­ватість, висока щільність складення.

Мул складається переважно з високодисперсних вторинних мінералів. З первинних подекуди зустрічаються кварц, ортоклаз, мусковіт. Мулиста фракція займає провідне місце у формуванні фізи-ко-хімічних властивостей грунтів. Мул містить значну кількість гумусу та елементів живлення для рослин. Ця фракція відіграє про­відну роль у структуроутворенні. Володіє високою ємністю погли­нання та коагуляційною здатністю. Проте надвисокий уміст мулу в грунтах є причиною погіршення їх фізичних властивостей.

Колоїдна частина - найважливіша з точки зору формування обмінних властивостей та структури ґрунту.

Кількісне визначення механічних елементів називають грану­лометричним аналізом. Під гранулометричним (механічним) скла­дом грунтів і ґрунтоутворюючих порід розуміють відносний уміст фракцій механічних елементів. В основу класифікації ґрунтів за мханічним складом покладено співвідношення фізичного піску і фізич­ної глини. Найдосконалішою в наш час є класифікація M A Качинського (табл. 3).

 

Таблиця 3.

Класифікація ґрунтів і порід за гранулометричним складом

(за Н.А.Качинським)

 

НАЗВА ҐРУНТУ ЗА ГРАНСКЛАДОМ	ВМІСТ ФІЗИЧНОЇ ГЛИНИ (частинок, менших 0.01 мм)
	ҐРУНТИ
Гранулометричним складом	підзолистого типу ґрунто­утворення (не насичені основами)	степового типу ґрунтоутворення, чорноземи, жовтоземи, дернові, пустельні	солонці й сильно солонцюваті
Пісок пухкий Пісок зв'язний Супісок Суглинок легкий Суглинок середній Суглинок важкий Глина легка Глина середня Глина важка	0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-65 65-80 80-100	0-5 5-10 10-20 20-30 30-45 45-60 60-75 75-85 85-100	0-5 5-10 10-15 15-20 20-30 30-40 40-50 50-65 65-100

 

Згідно з даною класифікацією, 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), круп-нопилуватої (0,05-0,01 мм), пилуватої (0,01-0,001 мм) і мулистої (0,001 мм). Наприклад, дерново-середньопідзолистий ґрунт на мо­рені містить фізичної глини 24,0 %, піску 42,6 %, крупного пилу 33,4%, середнього пилу 6,57% і дрібного -9,6%. Основною назвою грануло­метричного складу даного ґрунту буде легкосуглинковий, додатко­вою - крупнопилувато-піщаний.

Класифікація складена з врахуванням генетичної природи ґрунтів та здатності їх глинистої фракції до агрегування, що зале­жить від умісту гумусу, складу обмінних катіонів, мінералогічного складу. Чим вища ця властивість, тим слабше проявляються глинисті властивості при рівному вмісті фізичної глини. Тому степові ґрунти, червоноземи та жовтоземи, як більш структурні, переходять у категорію більш важких при вищому вмісті фізичної глини, ніж со­лонці та грунти підзолистого типу.

Кожний тип грунту характеризується своїм специфічним профільним розподілом фракцій, особливо тонкодисперсних. На­приклад, у підзолистих, дерново-підзолистих ґрунтів, солонців -елювіально-ілювіальний тип розподілу; у чорноземів, дернових грунтів - рівномірно-акумулятивний тощо.

Гранулометричний склад ґрунту має важливе значення в педо­генезі, у формуванні родючості грунту. Від нього залежать водні, теплові, повітряні, загальні фізичні й фізико-механічні властивості ґрунту. Механічний склад ґрунту зумовлює окисно-відновні умо­ви, величину ємності вбирання, перерозподіл у ґрунті зольних еле­ментів, накопичення гумусу тощо. Інтенсивність багатьох ґрунтот­ворних процесів залежить від гранскладу: на піщаних породах вона незначна, на суглинкових - досить висока. Від гранскладу залежать умови укорінення фітоценозу та чисельність риючої фауни, а також спосіб обробітку ґрунту, строки польових робіт, норми добрив, роз­міщення сільськогосподарських культур. Наприклад, легкі (піщані та супіщані) ґрунти легко піддаються обробітку, швидко прогріва­ються, мають добру водопроникність та повітряний режим. Але во­лодіють низькою вологоємністю, бідні на гумус і елементи живлен­ня, мають незначну поглинальну здатність, піддаються вітровій ерозії. Важкі (важкосуглинкові й глинисті) грунти володіють високою зв'яз­ністю й вологоємністю, краще забезпечені поживними речовинами та гумусом. Безструктурні важкі ґрунти мають несприятливі фізичні й фізико-хімічні властивості: слабку водопроникність, здатність зап­ливати й утворювати кірку, високу щільність і т.п. Найкращими з цієї точки зору є суглинкові ґрунти.

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

Мокрий органолептичний метод. Зразок розтертого ґрунту 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.

Складення ґрунту

Складення- це зовнішнє вираження щільності та пористості грунту. Воно залежить від гранулометричного складу, структу­ри, а також діяльності ґрунтової фауни, розвитку кореневих си­стем рослин і т. ін.

За ступенем щільності ґрунти поділяються на злиті (дуже щільні), щільні, пухкі та розсипчасті. Злитий стан характеризується дуже щільним приляганням часток, які утворюють здебільшого зце­ментовану масу; ніж у неї входить важко, його можна тільки увігна­ти. Характерний для ілювіальних горизонтів солонців і зцементова­них озалізнених горизонтів підзолистих ґрунтів. Щільний стан (кон­систенція) потребує значних зусиль для вдавлювання ножа в грунт. Вона типова для ілювіальних горизонтів суглинкових і глинистих ґрунтів. Пухка консистенція спостерігається в добре оструктуре-них гумусових горизонтах, а також в орних, якщо ґрунт обробляли в стиглому стані. Розсипчаста консистенція характерна для орних го­ризонтів, піщаних і супіщаних ґрунтів, у яких частинки грунту не зв'язані між собою.

Пористість (шпаруватість) характеризується формою та ве­личиною пор усередині структурних відмін та між ними. За розта­шуванням пор усередині структурних відмін розрізняють такий стан ґрунту:

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

2) пористий - грунт містить пори діаметром 1 - 3 мм;

3) губчастий - зустрічаються пустоти розміром від 3 до 4 мм;

4) ніздрюватий - є пустоти діаметром 5 - 1 0 мм;

5) комірчастий - пустоти перевищують 10 мм;

6) трубчастий - пустоти у вигляді каналів, проритих землерийками. Залежно від геометрії порового простору одні й ті ж типи грунтів

можуть мати дещо неоднакові водно-повітряні властивості. Це пов'я­зано з тим, що в більш крупних за розміром порах зосереджується по­вітря, а в дрібних, які ще називаються капілярами - вода. Оптимальні умови складаються, коли в едафотопі поровий простір гармонійно розподілений за розміром: і крупних, і дрібних пустот удосталь.

Складення - важливий показник при агрономічній оцінці ґрун­ту, від якого залежить можливість обробітку сільськогосподарськи­ми знаряддями, а також проникнення води й коренів рослин на по­трібну глибину.

Новоутворення і включення