Jordstruktur - det relativa innehållet i jord , sediment, berg eller antropogena formationer av partiklar av olika storlekar, oavsett deras kemiska eller mineralogiska sammansättning. Den granulometriska sammansättningen är en viktig fysisk parameter som många aspekter av jordens existens och funktion beror på, inklusive fertilitet .
Granulometrisk sammansättning [1] är innehållet av mekaniska grundämnen i jorden, förenade i fraktioner.
Jordar och stenar kan innehålla partiklar med en diameter på mindre än 0,001 mm och mer än några centimeter . För en detaljerad analys är hela det möjliga storleksintervallet uppdelat i sektioner som kallas fraktioner . Det finns ingen enskild klassificering av partiklar.
Historiskt sett föreslogs den första klassificeringen av fraktioner av A. Atterberg 1912 och baserades på studiet av de fysikaliska egenskaperna hos monofraktionella blandningar. Deras analys visade skarpa kvalitativa skillnader, särskilt i klibbighet när de nådde storlekarna 0,002, 0,02 och 0,2 mm.
Atterbergska skalan låg till grund för nyare utländska klassificeringar. I Sovjetunionen och Ryssland antogs en något annorlunda klassificering av N. A. Kachinsky [2] .
| Gränsvärden, mm | Fraktionens namn |
|---|---|
| <0,0001 | Kolloider |
| 0,0001—0,0005 | tunn silt |
| 0,0005-0,001 | grov silt |
| 0,001-0,005 | fint damm |
| 0,005-0,01 | Medium damm |
| 0,01—0,05 | grovt damm |
| 0,05—0,25 | fin sand |
| 0,25—0,5 | medium sand |
| 0,5—1 | Grov sand |
| 1-3 | Grus |
| över 3 | stenig del av jorden |
Tillsammans med dessa fraktioner av fysisk sand och fysisk lera särskiljs i Kachinskys klassificering , större respektive mindre än 0,01 mm.
För närvarande har två huvudprinciper för att konstruera klassificeringar blivit utbredda:
Det finns ingen entydig övergång från en klassificering till en annan, men genom att använda den kumulativa kurvan för att uttrycka resultaten av partikelstorleksfördelningen kan man namnge jorden enligt båda klassificeringarna.
Den granulometriska sammansättningen bestämmer många fysikaliska egenskaper och vatten-luft-regimen för jordar, såväl som kemiska, fysikalisk-kemiska, biologiska och, naturligtvis, fysikaliska och mekaniska egenskaper.
Olika fraktioner representeras vanligtvis av olika mineraler. Så i stora dominerar kvarts , i små - kaolinit , montmorillonit . Fraktionerna skiljer sig åt i förmågan att bilda organominerala föreningar med humus .
En mindre partikeldiameter innebär en större specifik yta, och detta betyder i sin tur större värden på katjonbyteskapacitet , vattenhållande förmåga, bättre aggregering, men lägre hållfasthet. Tunga jordar kan ha problem med luftinnehåll, lätta jordar med vattenregim.
Metoder för att bestämma den granulometriska sammansättningen av jordar kan delas in i direkta och indirekta.
Direkta metoder inkluderar metoder baserade på direkt (mikrometrisk) mätning av partiklar i synfältet för optiska och elektronmikroskop eller med användning av andra elektroniska och elektromekaniska anordningar. I praktiken används inte direkta (mikrometriska) metoder i stor utsträckning.
Indirekta metoder inkluderar metoder som är baserade på användningen av olika samband mellan partikelstorlekar, deras avsättningshastighet i vätske- och luftmedier och suspensionsegenskaper . Detta är en grupp metoder baserade på användningen av de fysikaliska egenskaperna hos en suspension (hydrometrisk, optisk, etc.) eller simulering av naturlig sedimentering (pipettering, elutriation, etc.).
Den hydrometriska metoden är baserad på successiv bestämning av densiteten av jordsuspensionen med vissa intervall med hjälp av en hydrometer. Baserat på resultaten av bestämningarna beräknas diametern och antalet partiklar som ska bestämmas enligt formeln eller med hjälp av ett nomogram. Denna metod bestämmer innehållet i jorden av partiklar med en diameter på mindre än 0,1 mm. Halten av fraktioner större än 0,1 mm bestäms med siktmetoden.
Hydrometerns anordning är baserad på Arkimedes lag: varje kropp som är nedsänkt i en vätska förlorar lika mycket i sin vikt som vätskan som förträngs av den väger. Med en konstant volym av en kropp nedsänkt i en vätska kommer mindre att förskjutas av en tyngre vätska och mer av en lättare. Således, i en lätt vätska kommer kroppen att sänkas ner till ett större djup, i en tung vätska, till en mindre. Följaktligen, ju högre koncentrationen av suspensionen är, desto större är dess densitet och desto mindre djup till vilket hydrometern är nedsänkt i den.
När suspensionen har sedimenterat faller jordpartiklarna, i enlighet med tyngdlagen, till botten av kärlet, och suspensionens densitet minskar. Följaktligen, när partiklarna faller ut, sjunker hydrometern gradvis djupare och djupare in i suspensionen.
Pipettmetoden används för att bestämma partikelstorleksfördelningen i lerjord i kombination med siktmetoden. Denna metod är baserad på separering av jordpartiklar enligt hastigheten på deras fall i lugnt vatten.
Med vissa intervaller tas prover från en jordsuspension med pipett från olika djup som sedan torkas och vägs.
De indirekta metoderna inkluderar också Rutkovsky-fältmetoden , som ger en ungefärlig uppfattning om den granulometriska sammansättningen av jordar. Metoden bygger på:
Med hjälp av Rutkowski-metoden särskiljs tre huvudfraktioner: lera, sand och silt. Under fältförhållanden bör i praktiken denna metod användas för att bestämma siltig sand och sandig lerjord.
Metoder för att bestämma partikelstorlekar med hjälp av siktuppsättningar särskiljs i en speciell grupp. De intar en mellanposition mellan direkta och indirekta metoder och används i stor utsträckning i praktiken ensamma eller i kombination med andra metoder.
Siktmetoden är en av de viktigaste i praktiken att studera jordar för konstruktion. Metoden används för att bestämma den granulometriska sammansättningen av grova och sandiga jordar, samt den grovkorniga delen av siltig lerjord.
Kärnan i metoden ligger i siktningen av ett jordprov med hjälp av en uppsättning siktar. För att separera jorden i fraktioner med siktmetoden utan att tvätta med vatten, används siktar med hål med en diameter på 10; 5; 2; ett; 0,5 mm; med tvätt med vatten - siktar med en hålstorlek på 10; 5; 2; ett; 0,5; 0,25; 0,1 mm. Den vattentvättade siktmetoden används vanligtvis för att bestämma partikelstorleksfördelningen för fin och siltig sand. [3]
För grova jordar används sållningsmetoden .
Vid bestämning av den granulometriska sammansättningen av jordar avslöjas andelen fraktioner av mekaniska element. Till exempel innehåller jord 23,4% fysisk lera.
Produktiviteten hos växter på jordar med olika granulometrisk sammansättning kan variera avsevärt avkastningsminskning, vilket förklaras av skillnaden i jordegenskaper.Den optimala granulometriska sammansättningen beror på förhållandena för fukttillförsel och odlingsteknik, . Under förhållanden med god och överdriven fukt är sådana jordar bättre luftade och växter mår bättre på dem. En låg tillförsel av näringsämnen i lätta jordar kan enkelt elimineras genom att applicera gödselmedel som är mycket effektiva på sådana jordar på grund av låg buffring .