Oznaczanie składu granulometrycznego metodą areometryczną Casagrande'a w modyfikacji M.Prószyńskiego.

Zasada metody:

Metoda Casagrande'a wymaga po każdym pomiarze wielu obliczeń, dlatego celu jej uproszczenia i przygotowania do masowych analiz należało określi czas wykonywania odczytów na areometrze od momentu skłócenia zawiesiny glebowej, aby otrzymać frakcję cząsteczek o żądanej średnicy.

W tym celu M. Prószyński zanalizował metoda Casagrande'a gleby o podłożą, wykreślając dla nich krzywe, na których podstawie można określić w glebach procentową zawartość frakcji, których szukamy. Następnie, znając w zbadanej próbce zawartość poszczególnych frakcji granulometrycznych, można obliczyć dla każdego areometru szybkość v i czas t opadania cząstek. Znając zaś czas opadania cząstek o określonej średnicy, możemy oznaczyć procentową zawartość poszczególnych frakcji granulometrycznych w takich próbkach, które pod względem składu granulometrycznego nie odbiegają zbytnio od zanalizowanych typowych próbek glebowych.

Dla poszczególnych utworów glebowych M. Prószyński ułożył tablice sedymentacji cząsteczek o

określonych średnicach w danej temperaturze, zależnie od zawartości w nich części spławialnych.

Wykonując areometrem wyskalowanym prze M. Prószyńskiego odczyt w zawiesinie glebowej po ściśle określonym czasie od momentu skłócenia zawiesiny i odejmując od odczytu w zawiesinie glebowej odczyt wykonany w roztworze poprawkowym ( woda + Calgon ), oznaczamy bezpośrednio procentową zawartość cząstek glebowych o żądanej średnicy.

Wykonanie:

1. Oznaczanie zawartości części szkieletowych ( >1 mm Ø ).

Na wadze technicznej odważamy 100g powietrznie suchej gleby, następnie wsypujemy odważoną próbkę do moździerza porcelanowego dokładnie rozdrabniamy tłuczkiem. Roztartą próbkę przesiewamy na sicie o średnicy oczek 1 mm. Na sicie pozostają części szkieletowe, a przechodzą części ziemiste. Części szkieletowe przenosimy do parownicy porcelanowej i przemywamy je wodą wodociągową w celu usunięcia zlepionych części ziemistych. Przemyte części szkieletowe suszymy na kuchence elektrycznej. Po wysuszeniu jeszcze raz je przesiewamy przez sito o średnicy oczek 1 mm , a pozostałe na sicie części ważymy, otrzymując procentową ich zawartość w badanej glebie.

W ten sposób spreparowana próbka glebowa służy do dalszej analizy.

2. Peptyzacja gleby ( przygotowanie zawiesiny glebowej ).

Z części ziemistych przesianych przez sito o średnicy oczek 1 mm odważamy 40 g i przenosimy do szklanego cylindra o pojemności 1l, dodajemy 25ml Calgonu oraz ok. 0.5l wody destylowanej. Zawartość cylindra uzupełniamy woda destylowaną ściśle do objętości 1l ( do kreski ).

3. Przygotowanie roztworu do wyznaczania poprawek.

Do drugiego cylindra szklanego wlewamy 25ml Calgonu i uzupełniamy wodą destylowana ściśle do objętości 1l.

Roztwór poprawkowy służy do odczytywania wskazań areometru, które po wykonaniu analizy odejmujemy od wskazań areometru w zawiesinie glebowej.

Temperatura przed analizą w zawiesinie glebowej oraz w roztworze poprawkowym musi być jednakowa ( ± 0,5◦C ).

4. Ustalanie właściwego czasu pomiarów areometrem.

Cylinder zawiesiną zamykamy korkiem gumowym, mieszamy ja około 30 sekund, następnie stawiamy na stole, jednocześnie uruchamiając stoper. Po 10 minutach wykonujemy w zawiesinie pomiar areometrem. Pomiar areometrem przeprowadzamy również w roztworze poprawkowym. Różnica między pomiarem w zawiesinie i w roztworze poprawkowym określa w przybliżeniu zawartość części spławialnych (< 0.02 mm ) w badanej glebie.

Odczyt w zawiesinie - 52

Odczyt poprawkowy - 32

52 - 32 = 20% części spławialnych

Odszukujemy taką tablicę, którą sporządzono dla gleby o zbliżonej zawartości spławialnych. Z tablicy tej, po zmierzeniu temperatury zawiesiny ( 20,8◦C ≈21◦C ), odczytujemy właściwe czasy pomiaru.

Czas pomiaru wpisujemy w tabelkę:

Średnica cząsteczek [mm]	Czas pomiaru t	Odczyt w zawiesinie	Odczyt w roztworze poprawkowym	Różnica [%]
< 0,1	24,5s
< 0,05	1min 43s
< 0,02	11min 13s

5. Przebieg analizy.

Mając ustalone czasy pomiarów, przygotowujemy alkohol amylowy w kroplomierzu, korek gumowy, stoper cząsteczek areometr. Korkiem gumowym zamykamy cylinder cząsteczek zawiesina, mieszamy ją 30 razy ( 30 sekund ), stawiamy na stole cząsteczek jednocześnie uruchamiamy stoper. Wyjmujemy korek cząsteczek cylindra. Jeśli nad zawiesina wytworzy się piana, gasimy ją, dodając parę kropli alkoholu amylowego. Taką samą ilość alkoholu amylowego dodajemy również do cylindra cząsteczek roztworem poprawkowym. Następnie szybko przenosimy areometr cząsteczek roztworu poprawkowego do cylindra cząsteczek zawiesiną cząsteczek po upływie określonego czasu wykonujemy odczyt na skali areometru. Pierwszy odczyt przeprowadzamy dla części mniejszych od 0.1 mm. Po dokonaniu odczytu cząsteczek zawiesinie, areometr przenosimy do cylindra cząsteczek poprawka cząsteczek wykonujemy odczyt poprawkowy. Następnie ponownie przenosimy areometr do cylindra cząsteczek zawiesiną cząsteczek wykonujemy pomiar po określonym czasie dla cząstek mniejszych niż 0,05 mm. W analogiczny sposób przeprowadzamy pomiar dla cząsteczek mniejszych niż 0.02 mm. Wszystkie wyniki pomiarów cząsteczek zawiesinie cząsteczek roztworze poprawkowym wpisujemy do tabelki.

Średnica cząsteczek [mm]	Czas pomiaru t	Odczyt w zawiesinie	Odczyt w roztworze poprawkowym	Różnica [%]
< 0,1	24,5s	76	32	12
< 0,05	1min 43s	64	32	15
< 0,02	11min 13s	50	33	17

Po skończonych pomiarach zawiesinę znad osadu wylewamy do zlewu, a osad pozostały na dnie cylindra przenosimy ilościowo do parownicy. Przemywamy go ostrożnie wodą wodociągową i suszymy na kuchence elektrycznej. Po wysuszeniu osad przenosimy na sito o średnicy oczek 0,5 mm i przesiewamy. Na sicie zostaje frakcja piasku grubego ( 1-0,5mm ), którą ważymy i obliczamy w procentach w stosunku do próbki wziętej do analizy ( 40g ).

40g - 100%

2,6g - x%

x = 6,5%

Zawartość piasku grubego ( 1-0,5mm ) po zważeniu wynosi 2,6 g , co stanowi 6,5 %.

Pozostałą część, która przeszła przez sito o średnicy oczek 0,5 mm wysypujemy na sito o oczkach 0,25 mm i przesiewamy. Na sicie o średnicy oczek 0,25 mm pozostaje frakcja piasku średniego (0,5 - 0,25 mm), którą ważymy i również obliczamy w procentach.

40g - 100%

8,54 - x%

x = 21,35 %

Zawartość piasku średniego (0,5 - 0,25 mm) po zważeniu wynosiła 8,54 g, co stanowi 21,35 %.

Frakcji piasku drobnego nie oznaczamy, gdyż obliczamy ja z różnicy po ustaleniu procentowej zawartości wszystkich frakcji granulometrycznych w badanej próbce.

100% - (6,5% + 21,35% + 12% + 15% + 17%) = 28,15%

Otrzymane wyniki zestawiamy w tabelkę i określamy grupę granulometryczną gleby:

Części szkielet- towych (<1 mm) [%]	Części ziemi- stych (<1 mm) [%]	Zawartość procentowa poszczególnych frakcji granulometrycz- nych o średnicy [mm]						Grupa granulo- metryczna
5,8	94,2	1 - 0,5	0,5 - 0,25	0,25 - 0,1	0,1 - 0,05	0,05 - 0,02	< 0,02	Piasek Gliniasty Mocny Pylasty Z przewagą Piasków drobno- ziarnistych
				6,5	21,35	28,15	12		15	17

Wnioski:

Piasek gliniasty mocny pylasty występuje w glebach brunatnych, glebach płowych oraz glebach opadowo-glejowych. Gleby te są wysoko cenione w rolnictwie ze względu na przydatność ich pod uprawę cennych roślin i uzyskiwanie wysokich plonów. Należą one do kompleksów glebowo-rolniczych: pszennego wadliwego, zbożowo-pastewnego mocnego, żytniego bardzo dobrego, żytnio-ziemniaczanego bardzo dobrego i dobrego, oraz zbożowo- pastewnego słabego, w których wyróżniamy klasy bonitacyjne gleby IIIa (gleby orne dobre), IIIb(gleby orne średnio dobre), IVa (gleby orne średniej jakości lepsze).

Gleby te nadają się pod sady, dają wysokie plony żyta, jęczmienia, owsa, ziemniaków, buraków cukrowych, pszenicy, warzyw i koniczyny czerwonej.

Piaski gliniaste mocne pylaste zawierają frakcję pylastą, która retencjonuje wodę oraz ziarna grubsze, dzięki którym gleba jest bardziej dotleniona.

---