FRAKCJA GRANULOMETRYCZNA -jest to zgrupowanie cząstek gleby według ich rozmiarów lub średnic, lub jest to przedział średnic zastępczych do których zakwalifikowano daną cząstkę.
SKŁAD GRANULOMETRYCZNY - jest to procentowa zawartość poszczególnych frakcji granulometrycznych w utworze glebowym.
FRAKCJE |
PODFRAKCJE |
kamienie >20mm |
grube >200; średnie 100-200; drobne 20-100 |
żwir 1 - 20mm |
gruby 10-20; drobny 1-10 |
piasek 0,1 - 1mm |
gruby 0,5-1; średni 0,25-0,5; drobny0,1-0,25 |
pył 0,02 - 0,1mm |
gruby 0,05-0,1; drobny 0,02-0,05 |
części spławialne < 0,02mm |
ił pylasty gruby 0,006-0,02; drobny 0,002-0,006; ił koloidalny <o,002 |
GRUPY FRAKCJI:
szkieletowa - kamienie, żwir
ziemista - piasek, pył, części spławialne
METODA CASAGRANDE'A
Polega ona na pomiarze gęstości wstępnie spreparowanej zawiesiny glebowej w takich odstępach czasu w których z tej zawiesiny opadają poszczególne frakcje granulometryczne. Pomiaru gęstości zawiesiny dokonujemy przy użyciu specjalnie wyskalowanego areometru
mierzącego procętowom zawartość frakcji gra. Pozostających w utworze glebowym w chwili pomiaru. (metoda ta opiera się na prawie Stockes'a określającym prędkość opadania cząstki w ośrodku dyspersyjnym)
Dla typowych utworów glebowych skonstruowano tabele sedymentacyjne w których podano dla przybliżonej zawartości części spławialnych czasy opadania poszczególnych frakcji.
PRZEBIEG:
od analizy pobieramy o,5kg gleby którą suszymy w temperaturze 100-105C do stanu powietrznie suchego.
po wysuszeniu próbkę przecieramy przez sito o boku oczka 1mm
z pozostałości po przetarciu pobieramy 40g i przenosimy do kolby. Zalewamy to wodą dest. Na wysokość ok. 1cm i dodajemy 1,5g Na2CO3. Całość gotujemy 30min. Po zagotowaniu odstawiamy do osiągnięcia temp. otoczenia. Przenosimy objętościowo do cylindra pomiarowego o V=1dm3 i uzupełniamy wodą do takiej objętości.
przygotowanie roztworu poprawkowego: do drugiego cylindra o V=1dm3 wlewamy wodę do tej objętości i dodajemy 1,5g Na2CO3
wykonanie oznaczenia: cylinder z glebą mieszamy 30 razy, włączając stoper po odstawieniu mieszanki. Odczekujemy 10-12min. ponieważ po tym czasie opadną części spławialne. Po tym czasie umieszczamy areometr i odczytujemy wartość w procentach n=?. Następnie przenosimy aerometr do r-ru poprawkowego i odczytujemy p.=?. Mierzymy też temp. cieczy. W zależności od n-p. i temp. szukamy w odpowiedniej tabeli sedymentacyjnej.
WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE GLEBY
Wyznaczanie gęstości fazy stałej metodą piktometryczną:
odważamy 10-20g gleby powietrznie suchej i przetartej przez sito o boku oczka 1mm
do kolby stożkowej wlewamy wodę do kreski i ważymy kolbę z wodą zapisując wagę jako Pw
wylewamy wodę i do kolby wsypujemy odważoną glebę
wlewamy do kolby wodę na wysokość 1-2cm nad wysokość gleby, całość mieszamy i odpowietrzamy w komorze podciśnieniowej. Uzupełniamy do kreski wodą i ważymy kolbę, zapisując wagę jako Pwq
Gęstość objętościowa gleby = masa suchej gleby / całkowita objętość w stanie naturalnym
Gęstość objętościowa aktualna = +całkowita masa gleby wilgotnej / całkowita objętość w stanie naturalnym
masowa zawartość wody w glebie = masa wody / masa suchej gleby
wilgotność masowa = C)*100%
objętościowa zawartość wody w glebie = objętość wody / objętość całkowita
objętościowa wilgotność gleby = E)*100%
równoważnik wodny = objętość wody / jednostka powierzchni
porowatość ogólna gleby = całkowita objętość porów / całkowita objętość gleby
porowatość powietrzna = objętość porów zajętych przez powietrze / objętość gleby
porowatość kapilarna = objętość wody w porach kapilarnych / całkowita objętość porów
nasycenie względne = objętość porów nasyconych wodą / całkowita objętość porów
zdolność do całkowitego nasycenia gleby wodą = masa wody przy całkowitym nasyceniu / masa suchej gleby
WŁAŚCIWOŚCI WODNE GLEBY
Rodzaje wody występujące w glebie
woda związana chemicznie( do 7%)- w siatce krystalicznej -
woda w postaci pary wodnej
woda molekularna
higroskopowa
błonkowata
woda kapilarna
właściwa - ma kontakt ze zwierciadłem wody gruntowej
zawieszona - nie ma tego kontaktu
woda grawitacyjna (opady)
woda gruntowa - tworząca zwierciadło wody gruntowej
Potencjał wodny gleby
Ilość pracy lub energii potrzebnej do przeniesienia jednostki masy lub objętości z układy glebowego do zbiornika czystej wody przy założeniu tych samych warunków termicznych i termodynamicznych.
Strefa aeracji
---------zwierciadło wody gruntowej--------
strefa saturacji
SKŁADNIKI POTENCJAŁU:
jT - potencjał całkowity
p. macierzysty - który uzależniony jest od istnienia w glebie sił przyciągania międzycząsteczkowego pomiędzy cząsteczkami wody i gleby.
- strefa aeracji <0
-strefa saturacji =0
p. grawitacyjny - uzależniony jest od istnienia sił grawitacji.
+ powyżej poziomu porównawczego; - poniżej tego poziomu
delta h - różnica wysokości między rozpatrywanymi punktami
p. osmotyczny - występuje w glebie w wyniku istnienia substancji rozpuszczonych i rozpuszczalników PS=CRT
p. ciśnieniowy - występuje w glebie w wyniku istnienia dodatkowego ciśnienia wywołanego przez słup wody
-strefa aeracji =0
-strefa saturacji =-...
Jednostki potencjału:
W zależności od przyjętej jednostkowej ilości wody.
energia / masa [J/kg] mT = mM+mG+mS+mp.
energia / objętość [Pa] y
energia / ciężar właściwy [J/N]=[Nm/N]=[m]
hT=h+z+s+p.
KRZYWA SORPCJI WODY (pF)
pF=lgh [cmH2O] - wysokość słupa wody h odpowiadająca potencjałowi (podciśnieniu) wiążącemu wodę w glebie
pF |
podciśnienie |
średnica |
|
4,7 |
|
|
max higroskopowość |
4,2 |
1,5 MgPa |
0,2 mikrometr |
punkt trwałego więdnięcia |
2,5 |
0,034 MgPa |
3,5 |
polowa pojemność wody |
oznaczenie procentowych zawartości poszczególnych form wody w glebie 0-2,5 woda grawitacyjna 2,5-4,2 woda dostępna dla roślin 4,2< woda niedostępna dla roślin (4,7 woda higroskopowa; 4,2-4,7 woda kapilarna podparta)
obliczenie procentowej zawartości porów o niższej średnicy
określenie stopnia kultury agralnej gleby 0,2-3,5=x gleby o dobrych właściwościach
określenie dawki nawodnieniowej
dN=h(q PPW-q K) h - średnia miąższość warstwy korzeniowej
dB=dN+ĺH
określenie terminu nawadniania
obliczenie maksymalnej zdolności osuszającej rowu pF=hmax=2
METODY WYZNACZANIA KRZYWEJ pF
Krzywą pF wyznaczamy przy użyciu aparatury umożliwiającej uzyskanie wilgotności w próbkach gleby odpowiadającej żądanej wartości potencjału wodnego. Określony stan energetyczny uzyskujemy przez desorpcję wody ze stanu pełnego wysycenia do żądanego przez nas stanu. Desorpcję wody z próbek glebowych możemy uzyskać poprzez umieszczenie próbek na filtrach przepuszczających tylko powietrze lub na filtrach przepuszczających tylko wodę (płyty ceramiczne). Do wyznaczenia krzywej możemy posłużyć się blokiem pyłowym (pF<2,0), pyłowo-kaolinowym (2,2<pF<2,7) lub komorami ciśnieniowymi.
RUCHY WODY W GLEBIE
opisujemy za pomocą równania strumienia wody
strefa saturacji:
-kDh
q = ------------ V = ki i- spadek
Dl
strefa aeracji:
Q -przepływ
q= ---------------
A t -a- przekrój poprzeczny, t - czas
Prawo DARCY Q Dl
k= ---------------
A t Dh
Strumień przepływu = współczynnik * siła wywołująca
q1=q2 - przepływ stacjonarny
F1 V1 = F2 V2
¶q1
q2=q1- -------------
¶x
Ogólne równanie ruchu wody
¶q ¶ ¶y
---- = ----(k------)
¶t ¶x ¶x
Metody wyznaczania współczynnika filtracji:
za pomocą aparatu Wiuna lub Ostomęckiego
I) Q Dl
k=--------------
A Dy t
II) Q Dx
k=--------------
A Dy t
III) d60 a a - tg kąta nachylenia krzywej
k=--------------
d10
Normy przepuszczalności:
bardzo mała k < 0,02 m. / dobę
mała do średniej 0,02< k < 2 m/d
średnia 2,0 < k < 10,0 m/d
duża 10,0 < k m/d
WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE GLEB
Odczyn gleby zasadowy >7, obojętny =7, kwaśny <7
metoda polowa -płytka Heliga
labolatoryjno-kolorymetryczna-potencjometryczna - pomiar SEM ogniwa przy pomocy przyrządu i elektrod pomiędzy którymi przepływa prąd elektryczny. Elektrodę główną stanowi elektroda kolorymetryczna
najbardziej kwaśne < 5,5 - bielicowe, torfowe, torfowiska wysokie
najbardziej zasadowe >= 7,2 - rędziny, gleby słone
Kwasowość gleby: - miara zawartości H+ w glebie
Kwasowość
czynna (aktualna) potencjalna (max w glebie)
wymienna ; hydrolityczna
Oznaczanie kwasowości hydrolitycznej metodą Kappera:
1) odważamy 40g gleby powietrznie suchej i wsypujemy do 0,5l naczynia
2) zalewamy próbkę 100ml 1 normalnego roztworu CH3COONa, CH3COOCa o pH=8,2
wstrząsać przez jedną godzinę na mieszadle rotacyjnym
odstawić na 10 - 20 min. dla ustalenia równowagi i sączyć przez sączek do suchej zlewki
odmierzyć 50ml klarownego przesączu do małej kolby stożkowej
dodać 1 -2 kropli fenoloftaleiny i miareczkować w temp. pokojowej 0,1 n roztworem NaOH do słabo różowego zabarwienia
obliczyć wyniki w/g wzoru:
H = Xml NaOH*M.*5*1,5 (mmol/100g)
X - ilość moli zużyta do miareczkowania
- współczynnik normalności NaOH
5 - przeliczanie na 100g gleby
1,5 - poprawka na niepełne wyparcie jonów h i al. Przy jednorazowym zalaniu gleby octanem sodu lub wapnia.