МЕХАНІЧНИЙ СКЛАД ГРУНТУ
Тема: Механічний (гранулометричний) склад грунту
План:
1.Походження і склад мінеральної частини грунту.
2. Класифікація механічних елементів, їх хімічний склад і фізичні властивості.
3.Класифікація грунтів за механічним складом. Вплив механічного (гранулометричного) складу на агрономічні властивості грунтів.
1.Походження і склад мінеральної частини грунту.
Грунт - багатофазне полідисперсне природне тіло, яке складається з однорідних за складом матеріальних комплексів, які входять до складу системи і мають границю поділу між ними. В грунті розрізняють чотири фази: тверду, рідку, газоподібну, живу (біофаза).
Тверда фаза грунту – це його основа (матриця), яка формується в процесі ґрунтоутворення з материнської гірської породи, у значній мірі зберігає її склад і властивості.
Рідка фаза грунту (грунтовий розчин) - це вода в грунті з розчиненими мінеральними і органічними сполуками. Це динамічна фаза, яка має дуже важливе значення для ґрунтоутворення. Під її впливом відбуваються майже всі елементарні грунтові процеси. Стан і властивості грунтового розчину залежать від водно-фізичних властивостей грунту та балансу грунтової вологи. Рідка фаза є основним фактором диференціації грунтового профілю на горизонти в результаті переміщення розчинів у вертикальному і горизонтальному напрямках.
Газова фаза грунту – це грунтове повітря, яке заповнює вільні від води пори. У зв’язку з біологічним процесом склад грунтового повітря відрізняється від атмосферного. Рідка і газова фази є антагоністами, тому перебувають в динамічній рівновазі.
Жива фаза грунту – це сукупність організмів, які населяють грунт і беруть участь у грунтоутворенні. До складу грунтової біоти входять бактерії, актиноміцети, гриби, водорості, тварини, а також кореневі системи живих рослин. Всі ці організми об’єднані в «живу» фазу умовно, так як їх організми теж складаються з твердої, рідкої і газової фази.
Тверда фаза ґрунту складається з часток різної величини. Одночасно в ґрунтах містяться мінеральні, органічні і органо-мінеральні частки. Це уламки гірських порід (продукти вивітрювання), мінерали вторинного походження, колоїди гумусних речовин, продукти взаємодії органічних і мінеральних речовин
2. Класифікація механічних елементів, їх хімічний склад і фізичні властивості
Тверда фаза грунтів, що утворюється внаслідок вивітрювання гірських порід, складається з часточок ґрунту різного розміру, які називаються механічними елементами. Механічні елементи грунту залежно від походження та розміщення розділяються на дві групи. Першу з них становлять зерна первинних мінералів, тобто дрібних уламків щільних порід різного походження, що руйнуються при вивітрюванні. До другої групи належать тонко дисперсні вторинні мінерали, переважно глинисті, що постійно утворюються внаслідок трансформації первинних мінералів під час вивітрювання і ґрунтоутворення.
Грунтове тіло — це суміш механічних елементів різного розміру. Близькі за розмірами механічні елементи, об'єднані у певні групи, називаються гранулометричними фракціями. Існує декілька класифікацій механічних елементів за розмірами. Нині найчастіше застосовується класифікація механічних елементів, розроблена Н. А. Качинським
Класифікація механічних елементів ґрунтоутворюючих порід і ґрунтів
(за М. А. Качинським)
Часточки, крупніші за 1 мм, тобто камінці і гравій, називають скелетом ґрунту, а часточки, дрібніші за 1 мм, дрібноземом. У межах фракції дрібнозему виділяють дві групи часточок: > 0,01 мм, об'єднані у групу під назвою «фізичний пісок», та < 0,01 мм, об'єднані у групу «фізична глина». Таку класифікацію запропонував М.М. Сибірцев.
Залежно від водно-фізичних та хіміко-мінералогічних властивостей механічні елементи згруповані у певних межах за розмірами - гранулометричні фракції. Кожна із фракцій характеризується відповідними властивостями
Фракція каміння представлена уламками гірських порід. За ступенем каменястості грунти поділяють на: некаменисті – вміст каміння не перевищує 0,5%, слабокаменисті – 0,5-5%, середньокаменисті – 5-10%, сильнокаменисті – понад 10%. За типом каменястості грунти можуть бути валунні, галечникові та щебенюваті.
Гравій – складається з уламків первинних мінералів. Він має низьку вологоємність, провальну водопроникність і відсутність водопідйомної здатності, проте на відміну від каміння не створює перешкод при оброблянні грунту. Часточки середнього і дрібного піску мають також високу водопроникність, слабку водопідіймальну здатність та вологоємкість, проте ці властивості помітно змінюються із зменшеням розміру піщаних часточок. Фракція пилу за своїми властивостями неоднорідна. Грубий пил (0,05-0,01 мм), так само як і пісок, — це поверхнево пасивна, а середній та дрібний — поверхнево активна фракції. Вони добре затримують вологу в ґрунті, мають задовільну водопідіймальну здатність, незначне набухання, слабкопластичні та слабколипкі (за В. А. Ковдою).
Піщана фракція – складається з уламків первинних мінералів (кварц, польові шпати). Властивості: висока водопроникність, не набухає, не пластична, володіє деякою вологоємністю та капілярністю.
Крупнопилувата фракція за властивостями схожа до піску. 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 грунтових 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.
Мул складається переважно з високодисперсних вторинних мінералів. Займає провідне місце у формуванні фізико-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 грунту.
3.Класифікація грунтів за механічним складом. Вплив механічного (гранулометричного) складу на агрономічні властивості грунтів.
Відносний вміст у ґрунті механічних елементів різного розміру називається гранулометричним складом. Існує кілька класифікацій ґрунтів за гранулометричним складом, однак нині в Україні найбільш поширена класифікація, яку розробив М. М. Сибірцев, а потім уточнив Н. А. Качинський. Вона побудована за співвідношенням у ґрунті фізичної глини та фізичного піску