Текстура почвы - Soil texture
Текстура почвы - это инструмент классификации, используемый как в поле, так и в лаборатории для определения классов почвы на основе их физической текстуры. Текстуру почвы можно определить с помощью качественных методов, таких как текстура на ощупь, и количественных методов, таких как метод ареометра, основанный на законе Стокса . Текстура почвы используется в сельском хозяйстве, например, для определения пригодности сельскохозяйственных культур и для прогнозирования реакции почвы на условия окружающей среды и управления, такие как засуха или потребность в кальции (извести). Текстура почвы сосредоточена на частицах диаметром менее двух миллиметров, включая песок , ил и глину . В USDA систематика почв и WRB почвы систем классификации используют 12 текстурных классы , тогда как в Великобритании ADAS система использует 11. Эти классификации основаны на процентах от песка , ила и глины в почве.
История
Первая классификация, Международная система, была впервые предложена Альбертом Аттербергом в 1905 году и основывалась на его исследованиях в южной Швеции. Аттерберг выбрал 20 мкм в качестве верхнего предела фракции ила, поскольку частицы меньшего размера не были видны невооруженным глазом, суспензия могла коагулироваться солями, капиллярный подъем в течение 24 часов был наиболее быстрым в этой фракции, а поры между уплотненными частицы были настолько малы, что препятствовали проникновению корневых волосков. Первая комиссия Международного общества почвоведения (ISSS) рекомендовала ее использование на первом Международном конгрессе почвоведов в Вашингтоне в 1927 году. Австралия приняла эту систему, и ее равные логарифмические интервалы являются привлекательной особенностью, которую стоит поддерживать. Министерство сельского хозяйства США (USDA) приняли свою собственную систему в 1938 году, а также Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) использовала систему USDA в ФАО - ЮНЕСКО карты мира почвы и рекомендовала его использование.
Классификация
В Соединенных Штатах Министерство сельского хозяйства США определяет двенадцать основных классификаций текстуры почвы. Двенадцать классификаций: песок, супесчаный песок, супесчаный суглинок, суглинок , илистый суглинок, ил, супесчаный суглинок, суглинок, илистый суглинок, супесчаная глина, илистая глина и глина . Текстуры почвы классифицируются по фракциям каждой почвы в отдельности (песок, ил и глина), присутствующей в почве. Классификации обычно называются по размеру первичных составляющих частиц или комбинации наиболее распространенных размеров частиц, например, «песчаная глина» или «илистая глина». Четвертый термин, суглинок , используется для описания одинаковых свойств песка, ила и глины в образце почвы и дает возможность назвать еще большее количество классификаций, например, «суглинок» или «илистый суглинок».
Определить структуру почвы часто помогает использование графика треугольника текстуры почвы . Пример почвенного треугольника находится в правой части страницы. Одна сторона треугольника представляет процент песка, вторая сторона представляет процент глины, а третья сторона представляет процент ила. Если процентное содержание песка, глины и ила в образце почвы известно, то треугольник можно использовать для определения классификации текстуры почвы. Например, если почва состоит на 70 процентов из песка и на 10 процентов из глины, то почва классифицируется как супесчаный. Тот же метод можно использовать, начиная с любой стороны почвенного треугольника. Если для определения типа почвы использовался метод текстуры на ощупь, треугольник также может дать приблизительную оценку процентного содержания песка, ила и глины в почве.
Химические и физические свойства почвы связаны с текстурой. Размер и распределение частиц влияют на способность почвы удерживать воду и питательные вещества. Почвы с мелкой текстурой обычно обладают большей способностью удерживать воду, тогда как песчаные почвы содержат большие поры, которые допускают выщелачивание.
Почва отделяется
Сепараторы почвы представляют собой частицы определенного диапазона размеров. Самые маленькие частицы представляют собой частицы глины и классифицируются как имеющие диаметр менее 0,002 мм. Частицы глины имеют пластинчатую форму, а не сферическую, что позволяет увеличить удельную поверхность. Следующие по размеру частицы - частицы ила, их диаметр составляет от 0,002 мм до 0,05 мм (в почвенной таксономии Министерства сельского хозяйства США). Самые крупные частицы представляют собой частицы песка и имеют диаметр более 0,05 мм. Более того, крупные частицы песка можно охарактеризовать как крупные , промежуточные - как средние , а более мелкие - как мелкие . В других странах существуют свои собственные классификации размеров частиц.
| Название почвы отдельное | Пределы диаметра (мм) ( классификация USDA ) |
Пределы диаметра (мм) ( классификация WRB ) |
|---|---|---|
| Глина | менее 0,002 | менее 0,002 |
| Ил | 0,002 - 0,05 | 0,002 - 0,063 |
| Очень мелкий песок | 0,05 - 0,10 | 0,063 - 0,125 |
| Хороший песок | 0,10 - 0,25 | 0,125 - 0,20 |
| Средний песок | 0,25 - 0,50 | 0,20 - 0,63 |
| Крупнозернистый песок | 0,50 - 1,00 | 0,63 - 1,25 |
| Очень крупный песок | 1,00–2,00 | 1,25 - 2,00 |
Методология
Текстура на ощупь
Ручной анализ - это простой и эффективный способ быстрой оценки и классификации физического состояния почвы. Правильно выполненная процедура позволяет быстро и часто оценивать характеристики почвы с небольшим оборудованием или без него. Таким образом, это полезный инструмент для определения пространственных вариаций как внутри, так и между полями, а также для определения прогрессивных изменений и границ между единицами почвенной карты (почвенными рядами). Текстура на ощупь - это качественный метод, так как он не дает точных значений песка, ила и глины. Блок-схема текстуры на ощупь, хотя и качественная, может быть точным способом для ученого или заинтересованного человека проанализировать относительные пропорции песка, ила и глины.
Метод текстуры на ощупь предполагает взятие небольшого образца почвы и изготовление ленты. Ленту можно сделать, взяв клубок земли и протолкнув землю между большим и указательным пальцами и сжав ее вверх в виде ленты. Позвольте ленте выйти и натянуться на указательный палец, порвавшись под собственным весом. Измерение длины ленты может помочь определить количество глины в образце. После изготовления ленты обильно смочите небольшую щепотку земли на ладони и потрите указательным пальцем, чтобы определить количество песка в образце. Почвы с высоким процентным содержанием песка, такие как супеси или супеси, имеют песчаную текстуру. Почвы с высоким процентным содержанием ила, такие как илистый суглинок или илистая глина, кажутся гладкими. Почвы с высоким содержанием глины, такие как суглинок, кажутся липкими. Хотя метод определения текстуры на ощупь требует практики, это полезный способ определения текстуры почвы, особенно в полевых условиях.
Метод ареометра
Метод определения текстуры почвы с помощью ареометра - это количественное измерение, позволяющее оценить процентное содержание песка, глины и ила в почве на основе закона Стокса, который выражает взаимосвязь между скоростью осаждения и размером частиц. Метод ареометра был разработан в 1927 году и широко используется до сих пор. Этот метод требует использования гексаметафосфата натрия , который действует как диспергирующий агент для разделения агрегатов почвы. Почву перемешивают с раствором гексаметафосфата натрия на орбитальном шейкере в течение ночи. Раствор переливают в мерные цилиндры объемом один литр и заливают водой. Почвенный раствор перемешивают металлическим плунжером, чтобы разогнать частицы почвы. Частицы почвы разделяются по размеру и опускаются на дно. Частицы песка сначала опускаются на дно цилиндра. Частицы ила опускаются на дно цилиндра вслед за песком. Частицы глины отделяются над слоем ила.
Измерения проводятся с помощью почвенного ареометра. Почвенный ареометр измеряет относительную плотность жидкостей (плотность жидкости по сравнению с плотностью воды). Ареометр опускается в цилиндр, содержащий почвенную смесь в разное время: сорок пять секунд для измерения содержания песка, полтора часа для измерения содержания ила и от шести до двадцати четырех часов (в зависимости от используемого протокола) для измерения. глина. Номер на ареометре, который виден (над почвенным раствором), записывается. Бланк (содержащий только воду и диспергирующий агент) используется для калибровки ареометра. Значения, записанные по показаниям, используются для расчета процентного содержания глины, ила и песка. Бланк вычитается из каждого из трех показаний. Расчеты следующие:
Процент ила = (высушенная масса почвы - показания песчаного ареометра - пустые показания) / (высушенная масса почвы) * 100
Процент глины = (показания глиняного ареометра - холостые показания) / (высушенная масса почвы) * 100
Процент песка = 100 - (процент глины + процент ила)
Дополнительные методы
Есть несколько дополнительных количественных методов определения текстуры почвы. Некоторыми примерами этих методов являются метод пипетки, метод твердых частиц органического вещества (POM) и экспресс-метод.
Смотрите также
использованная литература
дальнейшее чтение
- Служба охраны природных ресурсов. (nd). Получено 29 ноября 2017 г. с https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/edu/?cid=nrcs142p2_054311.
- Прескотт Дж. А., Тейлор Дж., Маршалл Т. Дж. (1934) «Взаимосвязь между механическим составом почвы и оценкой текстуры в поле». Труды Первой комиссии Международного общества почвоведения 1, 143–153.
- Роуэлл Д. (1994) Почвоведение; Методы и применение , Longman Scientific & Technical (1994), 350 страниц [1]
- Текстура почвы, Р.Б. Браун, Университет Флориды, Институт продовольственных и сельскохозяйственных наук.
- Toogood JA (1958) "Упрощенная диаграмма текстурной классификации". Канадский журнал почвоведения 38, 54–55.
- Уитни М. (1911) «Использование почв к востоку от региона Великих равнин». Бюллетень почвенного бюро Министерства сельского хозяйства США № 78.