USTALENIE METODYKI OZNACZANIA SKŁADU MECHANICZNEGO GLEB

Transkrypt

1 В. DOBRZAŃSKI USTALENIE METODYKI OZNACZANIA SKŁADU MECHANICZNEGO GLEB (Z K atedry G leboznaw stw a W yższej Szkoły R olniczej Lublin) Ogromna różnorodność metod oznaczania składu mechanicznego gleb utrudnia porównywanie otrzymanych danych analitycznych. Różnorodność metod określania składu mechanicznego mineralnego tworzywa gleby utrudnia, lub częstokroć uniemożliwia porównywanie wyników uzyskanych nawet w obrębie jednego kraju. W Polsce niezbędne jest ujednolicenie i ustalenie m etodyki oznaczania składu mechanicznego dla gleboznawstwa, melioracji, geografii, geologii i gruntoznawstwa. Zanim jednak nastąpi ujednolicenie metodyki m iędzy wszystkim i zainteresowanym i naukami, próbujemy ustalić m e todykę oznaczania składu mechanicznego dla polskiego gleboznawstwa. Analiza mechaniczna gleby składa się z dwóch zasadniczych czynności, a mianowicie: 1) przygotowania próbki do analizy, 2) podziału próbki glebowej na frakcje cząstek o zbliżonej wielkości (średnicy). mi przygotowania próbek do analizy składu mechanicznego gleb nie będę się zajmować, gdyż temu zagadnieniu poświęcono wiele uwagi w fachowej literaturze (3), a wyczerpująco o tym podaje A. M u sierowicz (4). W tej sprawie ustalono najwłaściwsze sposoby preparowania zależnie od chemicznych i fizycznych właściwości gleby oraz celu, dla jakiego przeprowadza się analizę składu mechanicznego gleby. Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie przydatności najbardziej rozpowszechnionych obecnie w polskich laboratoriach gleboznawczych meitod określania składu mechanicznego gleb, które porównawczo omówimy: 1) metodę pipetową przy zastosowaniu aparatu Köhna, 2) areometryczną Casagrande w modyfikacji M. Prószyńskiego,

2 14 В. Dobrzański 3) metodę przepływową Kopecky ego, 4) puławską według T. Mieczyńskiego. Opisu aparatury i sposobu pomiaru nie będę podawał, odsyłając zainteresowanych do dostępnej literatury (4). Omówienie przydatności wym ienionych metod określania składu m e chanicznego gleb opieram przede wszystkim na własnych danych porównawczych (1), oraz na badaniach porównawczych przeprowadzonych przez A. Musierowicza (5). Przy wyciąganiu końcowych wniosków uwzględniono również ważniejsze dane z literatury zagranicznej (2, 3, 6). OMÓWIENIE WYNIKÓW BADAN Załączone tablice I VII zawierają średnie z wyników trzech oznaczeń składu mechanicznego każdej próbki glebowej. Próbki te pochodziły z kilku różnych gleb, o składzie mechanicznym piasków, glin, pyłów i iłów, wziętych z dwu poziomów każdej z gleb., Pobieranie, suszenie i przesianie próbek przeprowadzono w jednakow y sposób. Preparowania próbek i pomiaru składu mechanicznego dokonano wedle podanych przepisów przez A. Musierowicza (4). Analizę składu mechanicznego przeprowadzili: doc. S. К o w a l i ń ski (metodą Kopeciky ego), mgr. K. Orzechowska (metodą pipetową i metodą Prószyńskiego) i S. Kopania (metodą puławską). Dla wszystkich metod w uproszczeniu przyjęto średnicę < 0,02 mm dla części spławialnych. Z uwagi na porównywanie metody Kopecky egonie oznaczono frakcji ilastych. Oznaczanie składu mechanicznego piasku luźnego Analiza piasków' luźnych, zawierających 96 98% frakcji piasku i około 2% frakcji spławialnych wskazuje, że wyniki uzyskane metodą puławską lub pipetową są zbliżone do danych uzyskanych metodą Kopecky ego, a różnią się nieznacznie zwiększeniem frakcji piasku i zmniejszeniem cząstek spławialnych (tabl. I). Wyraźnie odbiegają dane uzyskane metodą Prószyńskiego. Uzyskany wynik tą metodą wykazuje w badanych próbkach 100% frakcji piasku. Piaski luźne o zawartości 93 94% frakcji piasku i około 3% cząstek spławialnych analizowane metodą pipetową i K opecky ego wykazują podobną zawartość frakcji spławialnych. Prószyńskiego i metoda M ieczyńskiego dają nieco mniejsze ilości frakcji spławialnych. Skład mechaniczny luźnych piasków można określać wszystkim i porównywanym i metodami.

3 Ustalenie m etodyki oznaczania składu mechanicznego gleb 15 Oznaczanie składu mechanicznego bielicowych piasków gliniastych i pyłowych Przeprowadzenie analizy gleby bielicowej o składzie mechanicznym piasku gliniastego wskazuje na dużą zbieżność wyników w zawartości frakcji spławialnych, uzyskanych metodą K opecky ego i metodą pipeto wą. Różnica występuje przy frakcjach drobnego pyłu i piasku, przy czym metoda Kopecky ego wykazuje więcej pyłu, a frakcji piaszczystej ilości zaniżone. Przy stosowaniu metody Prószyńskiego lub metody puławskiej otrzymujemy mniejsze ilości frakcji spławialnych, a natomiast większą ilość, piasku. Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego da,je zmniejszoną zawartość frakcji drobnego pyłu na rzecz zwiększenia frakcji grubegopyłu, a szczególnie frakcji piasku (tabl. II, III). Oznaczanie składu mechanicznego gleby gliniastej bielicowej i brunatnej' Wyniki analizy składu mechanicznego gleby gliniastej bielicowej i brunatnej, wykonane metodą pipetową Mieczyńskiego i Prószyńskiego wykazują dużą zbieżność w zawartości cząstek spławialnych. Kopecky ego przy badaniu gleb gliniastych daje zawyczaj najmniej frakcji spławialnych w porównaniu do pozostałych metod, natomiast podwyższa bardzo wyraźnie ilość drobnego pyłu (tabl. IV i V). pipetową i metoda Prószyńskiego wykazują zbieżność w yn i ków przy frakcji piasku. Metody te dają większą zawartość frakcji piasku aniżeli metoda M ieczyńskiego, a szczególnie Kopecky ego. Oznaczanie składu mechanicznego czarnoiziemu wytworzonego z lessu Zawartość frakcji spławialnych była jednakowa przy użyciu metody pipetowej i metody Prószyńskiego. Metody Kopecky ego i puławska w y kazują mniejszą ilość cząstek spławialnych. Bardzo poważne różnice obserwujem y we frakcji pyłowej przy zastosowaniu różnych metod. Najwięcej frakcji drobnego pyłu określa m e toda Kopecky ego, a szczególnie małą ilość drobnego pyłu ujawnia m etoda Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego. M etody-pipetową i puław-

4 16 В. Dobrzański ska wykazują podobną zawartość pyłu, a pośrednią między metodą Kopecky ego a Prószyńskiego. Wyraźnie zwiększone liczby określające zawartość grubego pyłu i piasku wykazuje metoda Prószyńskiego. Mniejsze ilości tych frakcji wykazała metoda pipetowa i podobnie metoda puławska. Przy metodzie Mieczyńiskiego, a szczególnie metodzie Koipecky ego otrzym uje się najniższe ilości piasfcu w porównaniu do pozostałych m e tod (tabl. VI). Oznaczanie składu mechanicznego gleby brunatnej wytworzonej z iłu Analiza mechaniczna gleby ilastej wykazuje, że zawartość frakcji spławialnych jest podobna przy stosowaniu m etody Prószyńskiego i m e tody Mieczyńskiego, oraz metody pipetówej. Najniższą zawartość części spławialnych wykazuje metoda K opecky ego. Najmniejszą zawartość piasku otrzymano przy stosowaniu metody Kopeicky ego. Przy tej metodzie występuje znaczne zwiększenie frakcji pyłowej (tab. VII). OMÓWIENIE PORÓW NYW ANYCH METOD Opierając się na przytoczonych wynikach i danych publikowanych przez A. Musierowicza (5) zostaną omówione porównywane m etody oznaczania składu mechanicznego gleb. pipetowa według Köhna pipetowa zastosowana do badania piasków luźnych i piasków gliniastych daje w yniki zbliżone do innych metod. Omawiana metoda daje dobre wyniki przy analizie gleb gliniastych. pipetowa nadaje się do określania składu mechanicznego, choć daje nieco zawyżone ilości frakcji piasku.

5 Ustalenie m etodyki oznaczania składu mechanicznego gleb 17 areometryczna Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego Prószyńskiego zastosowana do oznaczania składu mechanicznego luźnych piasków nie wyikazuje obecności frakcji spławialnych i często otrzym uje się przy tej analizie 100% frakcji piasku. Przy analizie piasków gliniastych metoda areometryczna daje w porównaniu do innych metod nieco mniej frakcji spławialnych i drobnego pyłu, a więcej cząstek piaszczystych. Prószyńskiego daje przy określaniu składu mechanicznego glin wyniki podobne do danych otrzymywanych metodą pipetową. Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego wykazuje fałszywy skład mechaniczny czarnoziemów lessowych. Ilość drobnego pyłu jest poważnie zaniżona. Natomiast zawartość piasku wzrasta wydatnie w porównaniu do danych otrzymanych metodą pipetową. Wyniki nasze są zgodne z danymi A. Musierowicza (5), wykazującymi, że metoda Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego daje zwyżkę frakcji piaszczystej, a obniżenie frakcji pyłowej. Szczególnie jaskrawo w ystępuje zaniżenie frakcji pyłu w glebach wytworzonych z lessu (ok. 10%). K opecky ego Kopecky ego daje dobre wyniki przy luźnych piaskach, gdzie zawodzą metody sedymentacyjne i areometfyczne. Piaski gliniaste badane metodą K opecky ego wykazują skład mechaniczny podobny do tego, jaki otrzym ujem y metodą pipetową. W porównaniu do innych metod aparat Kopecky ego daje najmniejszą zawartość frakcji piasku na rzecz drobnego pyłu. Przy analizie glin metoda Kopeoky ego wykazuje m niejszą ilość cząstek spławialnych oraz frakcji piasku, a większą zawartość drobnego pyłu. Kopecky ego wykazuje przy analizie iłu najmniejsze ilości piask-u i najwięcej drobnego pyłu w porównaniu do pozostałych metod. Czamóziem lessow y analizowany metodą Kopecky ego posiada najwięcej drobnego pyłu, a najmniej frakcji piaszczystej. Kopecky ego wykazała, w porównaniu do wszystkich metod badanych, najwięcej frakcji pyłowej, a najmniej piasku w przebadanych glebach. v 2 Rocznik gleboznawczy

6 1 8 В. D obrzański puławska według Mieczyńskiego Mieczyńskiego daje dość dobre wyniki w zastosowaniu do różnych gleb. Wyniki analiz otrzymane tą metodą są zbliżone do danychuzyskanych metodą Kopecky ego bądź metodą pipetową. Ujemną stroną metody puławskiej jest to, że do analizy używa się bardzo małej próbki, co wymaga od analityka starannego wyboru średniej próbki i doskonałego opanowania techniki obsługi aparatury. Wprowadzona obecnie w Puławach modyfikacja zdaje się w pewnym stopniu usuwać tę słabą stronę metody. KOŃCOWE ( W NIÇSKI -\ Po przeanalizowaniu materiałów, porównawczych i literatury można, wyprowadzić kilka wniosków. pipetową stanowi najbardziej uniwersalną metodę oznaczania składu mechanicznego gleb. Najmniej nadaje się ona do przeprowadzania analizy składu mechanicznego luźnych piasków. Ujemną stroną metody pipetowej jest znaczna pracochłonność. a reomet г y czn a Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego nadaje się do oznaczania składu mechänicznego przy ogólnej charakterystyce gleb. Z uwâgi na małą precyzję nie można polecać metody Prószyńskiego do badań specjalnych. ta fiajbardziej jest przydatna do oznaczania składu mechaniczego piasków gliniastych, glin i iłów. areomeitryczna Prószyńskiego wykazuje poważne zwiększenie frakcji piasku, umniejszając frakcje pyłowe. Fakt ten ogranicza możność stosowania tej metody do oznaczania składu mechanicznego gleb w y tworzonych z lessu i innych utworów pyłowych. Przy badaniu w ym ienionych gleb pożądane jest uwzględnianie poprawki proponowanej przez A. Musierowicza (zmniejszenie frakcji piasku i zwiększenie frakcji py^ łowych o 1/0%). Zaletą metody Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego jest możność prowadzenia seryjnych oznaczeń i łatwość obsługi aparatury. ^ Kopecky ego prżydatna jest szczególnie do analizy składu iffechanicznego piasków luźnych. ta wykazuje znacznie' większą zawartość frakcji pyłu przy obniżeniu procentowej zawartości frakcji piasku.

7 U stalenie m etodyki oznaczania składu mechanicznego gleb 19 Do określenia składu m echanicznego gleb o znacznej zawartości cząstek spławialnych zużywa się przy zastosowaniu metody Kopecky ego dużych ilości wody. puławska według Mieczyńskiego daje zbliżone w yniki do tych jakie Uzyskujemy metodą K opecky ego lub pipetową. Ujemną stroną m etody jest używanie małej próbki do analizy, co w y maga dobrego opanowania techniki wykonania pomiarów przez analityka. ta nie rozszerzyła się poza pracownię gleboznawczą w Puławach. Uzyskiwana dokładność przy pomiarach składu mechanicznego gleby skłania do postawienia wniosku, by dane mechanicznej analizy przedstawiać w procentach całkowitych z wyjątkiem specjalnych przypadków (np. cząstki ilaste w piaskach). Należy przyjąć, bÿ w publikacjach i opracowaniach gleboznawczych podawać sposób przygotowania próbki do analizy mechanicznej oraz wymienić metodę zastosowaną do oznaczania składu mechanicznego. Umożliwi to porównywanie i interpretowanie wyników analizy mechanicznej w Polsce. Piasek luźny (Dorohacza) i Próbkę' z głębokośfci! w cm / > 1 mm * pipetowa w g Köhna 1 94 Tablica I w % o średnicy ziarn w mm 1 o o Ъ и 1 1 0,05 i 0,0 2 ; < 0, i!! Prószyńskiego K opecky ego : 3 puław ska w g j i M ieczyńskiego 1!i 9 4 i! pipetowa w g Köhna 1. ' Prószyńskiego K opecky ego 30 40! 1 i i > puławska w g M ieczyńskiego i 1 0 1

8 20 В. D obrzański B ielicow a gleba pyłow a (Berdyszcze) ' Tablica II Próbkę z głębokości W cftl > 1 ЩШ % w % o średnicy ziarn w m m 0,1 0,05 0,05 0, 0 2 < 0,0 2 0, Prószyńskiego 0, Kopecky ego 0, ' puławska w g M ieczyńskiego 0, , Prószyńskiego 0, Kopecky ego 0, puławska w g M ieczyńskiego 0, B ielicow y piasek gliniasty (W isznica) Tablica III Próbkę z głębokości w cm > 1 mm % w % o średnicy ziarn w m m 0,1 0,05 0,05 0, 0 2 < 0, Prószyńskiego Kopecky ego puławska M ieczyńskiego pipetow ą w g Köhna Prószyńskiego U Kopecky go

9 Ustalenie m etodyki oznaczania składu mechanicznego gleb 21 B ielicow a gleba gliniasta (Kurów) Tablica IV Próbkę z głębokości w cm > 1 m m % * w % o średnicy ziarn w m m 0,1-0,05 0,05 0, 0 2 < 0, 0 2 pipetow a w g Köhna Д5 2 2 Prószyńskiego K opecky ego puławska w g M ieczyńskiego pipetow a w g Köhna Casagrande w m odyf. Prószyńskiego K opecky ego puławska w g M ieczyńskiego Brunatna gleba gliniasta (Mäziarnia) Tablica V Próbkę z głębokości w cm > 1 mm * w % o średnicy ziarn w mm 0 Д 0,05 0,05 0, 0 2 < 0, 0 2 pipetow a w g Köhna Casagrande w m odyf. Prószyńskiego K opecky ego puław ska w g M ieczyńskiego pipetowa w g Köhna Casagrande w m odyf. Prószyńskiego K opecky ego puław ska w g M ieczyńskiego

10 2 2 В. D obtzański Czarnoziem wytworzoriy z lessu (Hrubieszów) Tablica VI. Próbkę z głębokości w cm w % o średnicy ziarn w mm 0,1 0,05 0,05 0, 0 2 < 0, Prószyńskiego puław ska w g M ieczyńskiego v Casagrande w m odyf. Prószyńskiego K opecky ego puławska wg M ieczyńskiego Gleba brunatna w ytw orzona z iłu (Kętrzyn) Tablicä VII :\ Próbkę z głębokości w cm w % o średnicy ziarn w mm 0, 1-0,05 0,05 0, 0 2 < 0, Prószyńskiego K opecky ego puław ska w g M ieczyńskiego Casagrande w m odyf. Prószyńskiego Kopecky ego puławska w g M ieczyńskiego

11 Ustalenie m etodyki oznaczania składu mechanicznego gleb 23 LITERATURA 1. Dobrzański B., Badania porów naw cze różnych metod oznaczania składu m echanicznego gleb. O pracowanie dla PTG. m aszynopis (1958). 2. Kaczyński N. A., D ie m echanische B odenanalyse und die K lassifikation der Böden nach ihrer m echanischen Zusam m ensetzung. V I0 Congres International de la Science du Sol.. Paris (1956). o. Kaczyński N. A., К izucznieniu m iechaniczeskow o analiza poczw i klasyfikacji poczw po m iechaniczeskom u sostawu. Poczw ow iedienie Nr 6. M os-. kwa (1956). 4. Musierowicz A.: Skład m echaniczny gleb i m etody analizy m echanicznej. W arszawa (1949). Musierowicz A., Kopania S.: Badania nad areom etryczną m etodą analizy m echanicznej gleb. Roczniki G leboznawcze PTG. T. I. W arszawa (1950). 6. Piper C. S.: A naliza gleby i roślin, PW N W arszawa (1957). 13. ДОБНлЛНСКИ УСТАН ОВЛЕНИ Е МЕТОДА О П РЕДЕЛЕН И Я М ЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ (Кафедра Шч'-юведеиин Высшей сельскохозяйственной школы Люблин) Р е з ю м е: Приведен аналитическим материал по сравнению иипетного метода по Кону, ареометического Казаграпде в модификации Прушинского, Конецкого и пулавского но Меч и некому. Проведена оценка и намечен круг применения отдельных методов. Полученная точность определения механического состава указывает, что. результаты желательно выражать в целостных процент х, за исключением специальных исследований. Выводы автор делает на основании собственных исследований,' а также А. Мусеровича. В. DOBRZAŃSKI THE DISCUSSION OF THE METHODICS OF DETERMINATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF SOIL (The Chair of Soil Science of the Technical College Lublin) Summary The paper gives the analytical data concerning the -comparison of the Köhn pipette method, the Casagrande areometric method modified by Prószyński, Kopecky and Mieczyński (Puławy).

12 24 В. D obrzański The various methods are compared and the range of their applicability is given. The accuracy attained in the measurements of soil mechanical composition proves that the percentage amounts should be written as whole numbers, exception being made for special investigations or exceptional cases äs clay parts in sands. The author s opinions result from his own investigation and as well from the work of Musierowicz (5).