Tekstura gleby - Soil texture
Tekstura gleby jest instrumentem klasyfikacyjnym stosowanym zarówno w terenie, jak i w laboratorium do określania klas gleb na podstawie ich tekstury fizycznej. Teksturę gleby można określić za pomocą metod jakościowych, takich jak tekstura przez odczucie, oraz metod ilościowych, takich jak metoda areometru oparta na prawie Stokesa . Tekstura gleby ma zastosowania rolnicze, takie jak określanie przydatności upraw i przewidywanie reakcji gleby na warunki środowiskowe i warunki zarządzania, takie jak susza lub wymagania dotyczące wapnia (wapna). Tekstura gleby skupia się na cząstkach o średnicy poniżej dwóch milimetrów, w tym piasku , mułu i gliny . W USDA taksonomia gleby i WRB gleby systemy klasyfikacji korzysta z 12 klas teksturalnych natomiast UK-ADAS system wykorzystuje 11. Ta klasyfikacja opiera się na procenty piasek , muł , oraz gliny w glebie.
Historia
Pierwsza klasyfikacja, system międzynarodowy, została po raz pierwszy zaproponowana przez Alberta Atterberga w 1905 roku i została oparta na jego badaniach w południowej Szwecji. Atterberg wybrał 20 μm jako górną granicę frakcji mułu, ponieważ cząstki mniejsze niż ten rozmiar nie były widoczne gołym okiem, zawiesina mogła być koagulowana przez sole, kapilarność w ciągu 24 godzin była najszybsza w tej frakcji, a pory między zagęszczonymi cząstki były tak małe, że uniemożliwiały wnikanie włośników. Komisja Jeden z Międzynarodowego Towarzystwa Nauk o Glebie (ISSS) zalecił jego użycie na pierwszym Międzynarodowym Kongresie Nauk o Glebie w Waszyngtonie w 1927 roku. Australia przyjęła ten system, a równe przedziały logarytmiczne są atrakcyjną cechą, którą warto zachować. Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA) przyjęła swój własny system w 1938 roku, a Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) stosowany system USDA w FAO- UNESCO World Map gleby i zaleca jego stosowanie.
Klasyfikacja
W Stanach Zjednoczonych Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych definiuje dwanaście głównych klasyfikacji tekstury gleby. Dwanaście klasyfikacji to piasek, piasek gliniasty, glina piaszczysta, glina , glina pylasta, muł, glina piaszczysta, glina gliniasta, glina pylasta, glina piaszczysta, glina pylasta i glina . Tekstury gleby są klasyfikowane według frakcji każdej oddzielnej gleby (piasku, mułu i gliny) obecnych w glebie. Klasyfikacje są zwykle nazywane ze względu na wielkość cząstek składnika głównego lub kombinację najczęściej występujących rozmiarów cząstek, np. „glina piaszczysta” lub „glina pylasta”. Czwarty termin, glina , jest używany do opisania równych właściwości piasku, mułu i gliny w próbce gleby i umożliwia nazywanie jeszcze większej liczby klasyfikacji, np. „glina gliniasta” lub „glina pylasta”.
Określanie tekstury gleby jest często wspomagane za pomocą wykresu trójkąta tekstury gleby . Przykładowy trójkąt glebowy znajduje się po prawej stronie. Jeden bok trójkąta reprezentuje procent piasku, drugi procent gliny, a trzeci procent mułu. Jeżeli znany jest udział procentowy piasku, gliny i mułu w próbce gleby, wówczas trójkąta można użyć do określenia klasyfikacji tekstury gleby. Na przykład, jeśli gleba składa się w 70 procentach z piasku, a w 10 procent z gliny, to gleba jest klasyfikowana jako glina piaszczysta. Tę samą metodę można zastosować zaczynając od dowolnej strony trójkąta glebowego. Jeśli do określenia rodzaju gleby zastosowano metodę tekstury przez odczucie, trójkąt może również zapewnić przybliżone oszacowanie zawartości procentowej piasku, mułu i gliny w glebie.
Właściwości chemiczne i fizyczne gleby są związane z teksturą. Rozmiar i rozmieszczenie cząstek wpłynie na zdolność gleby do zatrzymywania wody i składników odżywczych. Gleby o drobnej teksturze mają na ogół większą zdolność zatrzymywania wody, podczas gdy gleby piaszczyste zawierają duże przestrzenie porów, które umożliwiają wymywanie.
Gleba oddziela się
Separatory gleby to określone zakresy wielkości cząstek. Najmniejsze cząstki są cząstkami gliny i są klasyfikowane jako mające średnice mniejsze niż 0,002 mm. Cząsteczki gliny mają kształt płytki zamiast kuli, co pozwala na zwiększenie powierzchni właściwej. Kolejnymi najmniejszymi cząstkami są cząstki mułu i mają średnice od 0,002 mm do 0,05 mm (w taksonomii gleby USDA). Największe cząstki to cząstki piasku i mają średnicę większą niż 0,05 mm. Ponadto duże cząstki piasku można określić jako grube , pośrednie jako średnie , a mniejsze jako drobne . Inne kraje mają własne klasyfikacje wielkości cząstek.
| Nazwa gleby oddzielna | Granice średnicy (mm) ( klasyfikacja USDA ) |
Granice średnicy (mm) ( klasyfikacja WRB ) |
|---|---|---|
| Glina | mniej niż 0,002 | mniej niż 0,002 |
| Muł | 0,002 – 0,05 | 0,002 – 0,063 |
| Bardzo drobny piasek | 0,05 – 0,10 | 0,063 – 0,125 |
| Drobny piasek | 0,10 – 0,25 | 0,125 – 0,20 |
| Średni piasek | 0,25 – 0,50 | 0,20 – 0,63 |
| Piasek gruboziarnisty | 0,50 – 1,00 | 0,63 – 1,25 |
| Bardzo gruby piasek | 1,00 – 2,00 | 1,25 – 2,00 |
Metodologia
Tekstura przez wyczucie
Analiza ręczna to prosty i skuteczny sposób na szybką ocenę i klasyfikację stanu fizycznego gleby. Prawidłowo wykonana procedura pozwala na szybką i częstą ocenę właściwości gleby przy użyciu niewielkiej ilości sprzętu lub bez niego. Jest to zatem przydatne narzędzie do identyfikowania zmienności przestrzennej zarówno w obrębie pól, jak i między nimi, a także do identyfikowania postępujących zmian i granic między jednostkami mapy glebowej (seriami glebowymi). Tekstura przez dotyk jest metodą jakościową, ponieważ nie podaje dokładnych wartości piasku, mułu i gliny. Chociaż jakościowy schemat blokowy tekstury według odczuć może być dokładnym sposobem dla naukowca lub zainteresowanej osoby do analizy względnych proporcji piasku, mułu i gliny.
Metoda tekstury przez wyczucie polega na pobraniu małej próbki ziemi i zrobieniu wstążki. Wstążkę można zrobić, biorąc kulkę ziemi i przepychając ją między kciukiem a palcem wskazującym i ściskając ją w górę, tworząc wstążkę. Pozwól wstążce wyłonić się i rozciągnąć na palcu wskazującym, odrywając się od własnego ciężaru. Pomiar długości wstążki może pomóc w określeniu ilości gliny w próbce. Po zrobieniu wstążki zwilżyć nadmiernie niewielką szczyptę ziemi w dłoni i przetrzeć palcem wskazującym, aby określić ilość piasku w próbce. Gleby o dużej zawartości piasku, takie jak glina piaszczysta lub glina piaszczysta, mają ziarnistą teksturę. Gleby o dużej zawartości mułu, takie jak glina pylasta lub glina pylasta, są gładkie. Gleby o dużej zawartości gliny, takie jak glina gliniasta, mają odczucie lepkości. Chociaż metoda tekstury przez odczucie wymaga praktyki, jest to użyteczny sposób określania tekstury gleby, zwłaszcza w terenie.
Metoda areometru
Metodą hydrometryczną określania tekstury gleby jest pomiar ilościowy pozwalający oszacować procentową zawartość piasku, gliny i mułu w glebie na podstawie prawa Stokesa, które wyraża zależność między prędkością osiadania a wielkością cząstek. Metodę areometru opracowano w 1927 roku i do dziś jest powszechnie stosowana. Metoda ta wymaga użycia heksametafosforanu sodu , który działa jako środek dyspergujący do oddzielania agregatów glebowych. Glebę miesza się przez noc z roztworem heksametafosforanu sodu na wytrząsarce orbitalnej . Roztwór przenosi się do jednolitrowych cylindrów miarowych i napełnia wodą. Roztwór gleby miesza się metalowym tłokiem w celu rozproszenia cząstek gleby. Cząsteczki gleby rozdzielają się w zależności od wielkości i opadają na dno. Cząsteczki piasku najpierw opadają na dno cylindra. Cząsteczki mułu po piasku opadają na dno cylindra. Cząsteczki gliny oddzielają się powyżej warstwy mułu.
Pomiary wykonuje się za pomocą areometru glebowego. Areometr glebowy mierzy względną gęstość cieczy (gęstość cieczy w porównaniu do gęstości wody). Areometr jest opuszczany do cylindra zawierającego mieszankę gleby w różnym czasie, czterdzieści pięć sekund na pomiar zawartości piasku, półtorej godziny na pomiar zawartości mułu i od sześciu do dwudziestu czterech godzin (w zależności od zastosowanego protokołu) na pomiar glina. Zapisuje się liczbę na areometrze, która jest widoczna (nad roztworem glebowym). Do kalibracji areometru używa się ślepej próby (zawierającej tylko wodę i środek dyspergujący). Wartości zarejestrowane z odczytów są wykorzystywane do obliczenia procentu gliny, mułu i piasku. Ślepa próba jest odejmowana od każdego z trzech odczytów. Obliczenia są następujące:
Procent mułu = (suszona masa gleby – odczyt hydrometru piaskowego – pusty odczyt) / (suszona masa gleby) *100
Procent gliny = (odczyt areometru gliny – odczyt ślepy) / (suchej masy gleby) *100
Procent piasku = 100 – (procent gliny + procent mułu)
Dodatkowe metody
Istnieje kilka dodatkowych metod ilościowych określania tekstury gleby. Niektóre przykłady tych metod to metoda pipetowa, metoda cząstek organicznych (POM) i metoda szybka
Zobacz też
Bibliografia
Dalsza lektura
- Służba Ochrony Zasobów Naturalnych. (NS). Pobrano 29 listopada 2017 z https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/edu/?cid=nrcs142p2_054311
- Prescott JA, Taylor JK, Marshall TJ (1934) „Związek między mechanicznym składem gleby a oceną tekstury w terenie”. Transakcje Pierwszej Komisji Międzynarodowego Towarzystwa Nauk o Glebie 1, 143-153.
- Rowell D (1994) Nauka o glebie; Methods and Application , Longman Scientific & Technical (1994), 350 stron [1]
- Tekstura gleby, RB Brown, University of Florida, Instytut Nauk o Żywności i Rolnictwie.
- Toogood JA (1958) „Uproszczony schemat klasyfikacji tekstury”. Canadian Journal of Soil Science 38, 54-55.
- Whitney M (1911) „Wykorzystanie gleb na wschód od regionu Great Plains”. Biuletyn Biura ds. Gleb Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych nr 78.