Michał Wilczak gr. X
Sprawozdanie z ćwiczeń: oznaczanie właściwości fizycznych gleb.
Plan ćwiczeń:
1. Pobranie próbek glebowych o nienaruszonym układzie naturalnym. Używamy do tego celu walca o pojemności 100cm3.
2. Oznaczanie gęstości polowej gleby - Co.
Co - to masa 1cm3 gleby świeżo pobranej z pola o nienaruszonym układzie naturalnym i aktualnej wilgotności. Obliczamy ją ze wzoru: Co=(a-b)/V [g/cm3], gdzie:
a - masa cylinderka z glebą świeżo pobraną (a=282,77g)
b - masa cylinderka pustego (b=99,18g)
V - objętość cylinderka (V=100cm3)
Co=(a-b)/V=(282,77g-99,18g)/100cm3=1,83g/cm3
3. Oznaczenie porowatości kapilarnej gleby - Pk.
Pk - to suma wszystkich przestworów kapilarnych zdolnych do utrzymania wody w glebie wbrew siłom grawitacji.
Glebę z cylinderkiem wstawiamy do wanienki w wodą na podsiąkanie kapilarne (zdejmujemy dolne wieczko cylinderka, trzymając je do góry, przykrywamy glebę krążkiem bibuły i przymocowujemy go gumką do cylinderka. Następnie obracamy cylinder i zdejmujemy górne wieczko i ustawiamy na podsiąkanie). Potem zamykamy oba wieczka (zdjąwszy bibułę) i ważymy. Następnie zdejmujemy górne wieczko, podkładamy pod spód cylinderka i ustawiamy do suszarki do temperatury 105oC - ma to na celu odparowanie wody z gleby (około 2-3 dni). Po tym czasie wyjmujemy cylinder z suszarki, zamykamy wieczka i ważymy całość.
Wartość Pk obliczamy ze wzoru: Pk=[(a1-b1)/V]*100% [%]
a1 - masa cylinderka z glebą po podsiąknięciu wodą (aa=287,59g)
b1 - masa cylinderka z glebą po wysuszeniu w temperaturze 105oC (b1=253,22g)
Pk=[(a1-b1)/V]*100%=[(287,59g-253,22g)/100cm3]*100%=34,37%
4. Oznaczanie gęstości gleby suchej - C.
C - to masa 1cm3 gleby wysuszonej w temperaturze 105oC o nienaruszonym układzie naturalnym. Obliczamy ją ze wzoru: C=(b1-b)/V [g/cm3]
C=(b1-b)/V =(253,22g-99,18g)/100cm3=1,54g/cm3
5. Oznaczanie gęstości fazy stałej - C1.
C1 - to stosunek suchej fazy stałej gleby do jej objętości. Aby obliczyć C1 pobieramy 20g gleby i rozcieramy w moździerzu. Odważoną glebę umieszczamy w kolbie miarowej na 100cm3, dolewamy około 50cm3 wody destylowanej, umieszczamy na piecyku i gotujemy 15 minut (trzeba uważać, żeby nie wykipiało) od chwili zawrzenia. Po tym chłodzimy kolbę do temperatury pokojowej (około 20oC +/- 2oC) i uzupełniamy całość do kreski wodą destylowaną. Kolbę zamykamy korkiem, wycieramy i ważymy. Następnie zawartość kolbki wylewamy, myjemy ją wodą destylowaną, napełniamy wodą destylowaną do kreski i ważymy.
C1 obliczamy ze wzoru: C1=m/V=m/[(q+m)-p)] {g/cm3]
m - naważka ususzonej w temperaturze 105oC gleby (m=20g)
q - masa kolbki miarowej napełnionej wodą destylowaną (q=148,79g)
p - masa kolbki miarowej z glebą i wodą (p=160,77g)
C1=m/V=m/[(q+m)-p)]=20g/[(148,79g+20g)-160,77g]=2,49g/cm3
6. Obliczanie ogólnej porowatości gleby - Po i porowatości niekapilarnej - Pn.
Na porowatość ogólną składa się suma wszystkich przestrzeni kapilarnych i niekapilarnych w glebie.
C1=2,49g/cm3
C=1,54g/cm3
Po=38,15%
Pk=34,37%
Po=(C1-C)/C1*100%=(2,49g-1,54g)/2,49g*100%=38,15%
Pn=Po-Pk=38,15%-34,37%=3,78%
7. Oznaczanie wilgotności aktualnej w glebie - Wp.
Wilgotność aktualna gleby to ilość wody, która w danej chwili znajduje się w glebie. Obliczamy ją ze wzoru:
Co=1,83g/cm3
C=1,54g/cm3
Wp=(Co-C)*100%=(1,83g/cm3-1,54g/cm3)*100%=29%
8. Obliczanie masy gleby na 1ha na podstawie gęstości gleby suchej do głębokości 20cm.
C=1,54g/cm3
Objętość gleby na obszarze 1m2 do głębokości 20cm wyniesie:
1ha=10000m2
m=100*100*20=200000cm3*1,54g/cm3=308000g=308kg
308kg*10000m2=3080000kg/ha=3080t/ha
9. Obliczanie ilości wody, utrzymywanej w glebie siłami kapilarnymi na 1ha do głębokości 20cm (z Pk).
Pk=34,37%
V=10000m2*0,2m=2000m3
2000m3-100%
x-34,37%
________
x=687,4t/ha
10. Obliczanie ilości wody w glebie na powierzchni 1 ha do głębokości 20cm w chwili pobrania próbek (z Wp).
Wp=29%
2000m3-100%
x-29%
_________
x=580t/ha
Wyniki:
gęstość polowej gleby Co=1,83g/cm3
porowatość kapilarnej gleby Pk=34,37%
gęstość gleby suchej C=1,54g/cm3
gęstość fazy stałej C1=2,49g/cm3
ogólna porowatość gleby - Po i porowatość niekapilarna - Pn Po=38,15% Pn=3,78%
wilgotność aktualna w glebie Wp=29%
masa gleby na 1ha na podstawie gęstości gleby suchej do głębokości 20cm
x=3080t/ha
ilość wody, utrzymywanej w glebie siłami kapilarnymi na 1ha do głębokości 20cm x=687,4t/ha
ilość wody w glebie na powierzchni 1 ha do głębokości 20cm w chwili pobrania próbek x=580t/ha
Gleba stanowi mieszaninę fizycznych 3 faz skupienia. Wśród fazy stałej, składającej się z cząstek mechanicznych o różnej średnicy i o różnym składzie mineralnym oraz niewielkiej domieszki próchnicy rozproszone są dwie pozostałe fazy tj. faza płynna - woda gazowa - powietrze. Wzajemny stosunek tych 3 faz o różnej gęstości ma olbrzymie znaczenie w procesach biologicznych, fizycznych i chemicznych .
Gleby najbardziej żyzne, najbardziej produkcyjne mają stosunek objętościowy fazy stałej do płynnej i do gazowej 2:1:1 tzn. że w 100cm3 gleby 50cm3 stanowi faza stała 25cm3 woda 25cm3 powietrze. Stan taki byłby idealny ale nie jest możliwy do osiągnięcia. Wzajemny stosunek 3 faz składowych gleby zależy od stopnia uziarnienia gleby, od składu mechanicznego oraz sposobu ułożenia przestrzennego cząstek glebowych.
W badanej glebie nie występuje prawidłowy stosunek faz skupienia (2:1:1). Występuje przewaga fazy wodnej Po=38,15%. Mało jest natomiast fazy gazowej, bo tylko Pn=3,78%. Fazy stałej jest 58,07%. Powoduje to, że gleba jest zbita, co ma niekorzystne oddziaływanie na prawidłowy wzrost i rozwój roślin. Dlatego należy ją spulchniać.