Frakcje i grupy granulometryczne- stosowane podziały

Frakcje i grupy granulometryczne- stosowane podziały

A. Podziały stosowane do 1998 roku: Części szkieletowe > 1 mm Grupa frakcji Podział wg (wymiary w mm): PTG BN-78/9180-11 Frakcja Podfrakcja Kamienie grube średnie drobne >200 200 100 100 20 Żwir gruby 20 10 10 1

Części ziemiste < 1 mm Grupa frakcji Frakcja Podfrakcja Podział wg (wymiary w mm): PTG BN-78/9180-11 1,0-0,5 piasek 0,5 0,25 0,25 0,1 0,1 0,05 pył 0,05 0,02 ił pyłowy gruby 0,02-0,005 0,02-0,006 cz. spł. ił pyłowy 0,005-0,002 0,006-0,002 (ilaste) ił koloidalny < 0,002 < 0,002 gruby średni gruby

B. Podział według Normy PN-R-04033 (obowiązujący od 1998 roku): CZĘŚCI SZKIELETOWE > 2 mm FRAKCJA KAMIENISTA: > 75 mm kamienie duże, głazy, bloki skalne kamienie średnie, otoczaki, gruz > 500 mm 500 250 mm kamienie małe, gruz 250 75 mm FRAKCJA ŻWIROWA: żwir gruby żwir średni żwir 75 2 mm 75 20 mm 20 5 mm 5 2 mm

CZĘŚCI ZIEMISTE < 2 mm FRAKCJA PIASKOWA 2,0 0,05 mm piasek bardzo gruby piasek gruby piasek średni piasek piasek bardzo FRAKCJA PYŁOWA pył gruby pył FRAKCJA IŁOWA ił gruby ił 2,0 1,0 mm 1,0 0,5 mm 0,5 0,25 mm 0,25 0,1 mm 0,1 0,05 mm 0,05 0,002 mm 0,05 0,02 mm 0,02 0,002 mm < 0,002 mm 0,002 0,0002 mm < 0,0002 mm

Kamienie gruby średni gruby bardzo Piasek ił pyłowy gruby Pył USDA / FAO Piasek Pył Ił Pył gruby gruby średni Piasek bardzo Żwir średni Żwir średni gruby gruby gruby b. gruby średni b. gruby gruby gruby Kamienie Kamienie Żwir 0,0002 0,002 0,001 0,01 0,006 0,02 0,06 0,05 0,1 0,5 0,25 1 5 2 10 20 75 mm wg BN-78/9180-11 Części spławialne ił koloidalny wg PN-R-04033 Ił

II. Podział fazy stałej gleby na grupy granulometryczne

BN-78/9180-11

PN-R-04033

PN-R-04033 BN-78/9180-11

USDA / FAO

PN-R-04033 USDA / FAO

Gęstość właściwa σo= zależy od: składu mineralnego gleby gęstość poszczególnych minerałów galena 7,5g/cm-3 kwarc 2,65g/cm-3 baryt 4,5g/cm-3 ortoklaz 3,2-4,3g/cm-3 piryt 5,1g/cm-3 ms Vs zwietrzelina zawartości materii organicznej w glebach mineralnych wartości tego parametru wahają się od 2,50-2,80 g/cm-3 w glebach organicznych 1,55-2,42 g/cm-3 Najczęściej podawana wartość gęstości właściwej dla gleb Polski wynosi 2,65 g/cm-3

σw= Gęstość objętościowa ms V zależy od: składu granulometrycznego zawartości materii organicznej warunków klimatycznych występowania określonych procesów glebowych działalności organizmów glebowych systemów korzeniowych roślin działalności człowieka (systemy uprawek) w glebach mineralnych wartości tego parametru wahają się od 0,75-1,90 g/cm3 w glebach organicznych 0,06-0,60 g/cm-3

1 5 2 6 3 7 Rysunek 1 Pobieranie gleby w celu oznaczenia gęstości objętościowej 4

1cm3 V=1,0cm3 pory posiada masę 1,32g Faza stała m=1,32g masa masa gleby objętość gleby = = Gęstość objętościowa 1,32 1,0 = 1,32g/cm 3 objętość Gęstość właściwa = 1,32 0,5 = 2,64 g/cm3

1 n = 26% Rysunek 1 2 n = Vp 100( % ) V n = 48% Przykłady ułożenia cząstek kulistych: 1- układ sześcienny, Porowatość ogólna waha się w glebach od 28 do 94% w mineralnych glebach uprawnych 28-75% n= 2- układ czworościenny σw σo 100( % ) σw w glebach organiczno-mineralnych i organicznych 55-94% Porowatość gleby zależy od tzw. czynników wewnętrznych związanych z uziarnieniem, stopniem obtoczenia ziaren, strukturą, rodzajem minerałów ilastych, ilością i rodzajem próchnicy, stopniem wysycenia kompleksu sorpcyjnego oraz jego składem. Grupa czynników tzw. zewnętrznych to warunki meteorologiczne, szata roślinna, rodzaj zastosowanych zabiegów uprawowych i nawozowych oraz inna działalność np. melioracyjna

Tabela 1 Niektóre fizyczne właściwości utworów glebowych zróżnicowanych według zawartości w nich materii organicznej (z opracowań S. Zawadzkiego) utwory glebowe Mineralne właściwe Mineralne próchniczne zawartość materii organiczne j % do 5% gęstość właściwa g/cm-3 gęstość objętościow a gleby g/cm-3 0,90-1,90 porowatoś ć ogólna % objętość fazy stałej % wskaźnik porowatośc i 0,75-1,30 28-60 50-75 40-72 25-50 0,4-1,5 1,0-3,0 5-10% 2,50-2,80 2,40-2,70 10-20 2,25-2,60 0,55-0,95 55-80 20-45 1,2-4,0 silnie zamulone 20-50 1,92-2,42 0,25-0,75 70-90 10-30 2,2-9,0 Organiczne słabo zamulone 50-80 1,55-2,12 0,12-0,48 75-92 8-25 3,0-11,5 >80 1,55-1,75 0,08-0,35 78-94 6-22 3,5-15,8 Mineralno-organiczne nie zamulone

Pęcznienie gleby V- objętość początkowa gleby, V objętość gleby max.spęczniałej max P= V max V 100(%) V K= V V min 100(%) V Zdolność gleby do zwiększania swojej objętości Kurczliwość gleby Vmin minimalna objętość gleby po skurczeniu, V- objętość gleby Zdolność gleby do zmniejszania swojej objętości w wyniku utraty wody parametry te zależą głównie od: zawartości minerałów ilastych oraz próchnicy skład roztworu glebowego (Na+, K+), (Mg+2, Ca+2), (Al+3, Fe+3) wilgotności początkowej gleby struktury Tabela 2 Przykłady wielkości pęcznienia różnych utworów glebowych i minerałów Rodzaj utworu Pęcznienie P % Wilgotność pęcznienia w % Pył zwykły Glina lekka Glina średnia Glina ciężka Ił Bentonit surowy Bentonit wapniowy Bentonit amonowy 7 5 16 25 32 190 131 222 34 26 37 46 56 156 142 248

Tabela 3 Przykłady kurczenia się torfów i gytii Rodzaj utworu Kurczenie się K % Torf sfagnowy stopień rozkładu do 5% Torf turzycowy stopień rozkładu 15% Torf Gytiatrzcinowy glonowa stopień rozkładu 35% Gytia grubodetrytusowa Gytia ilasta Gytia okrzemkowo-ilasta Gytia piaszczysto-ilasta Gytia wapiena Autor 0 29 67 H.Okruszko 94 85 78 71 58 53 S. Markowski Zmiana objętości mokry suchy

Lepkość gleby Jest to zdolność gleby do przylegania do różnych przedmiotów zależy od: składu granulometrycznego gleby wilgotności gleby struktury gleby rodzaju i powierzchni styku zawartości próchnicy glebowe Gleby suche lepkość = 0 Max. lepkość gleba osiąga przy 60% zawartości frakcji ilastej Gleby strukturalne mają mniejszą lepkość niż bezstrukturalne Najniższą lepkością ze wszystkich utworów glebowych charakteryzują się piaski i torfy. Zwięzłość gleby Określa opór jaki stawia gleba podczas próby jej rozcinania zależy od: składu granulometrycznego wilgotności gleby struktury gleby

zwięzłość przylepność Opory w hpa 1200 hpa 1000 800 600 400 200 20 glina ciężka piasek 40 60 wilgotność względna w % 80 Glina średnia Przedział wilgotności optymalnej dla uprawy Rysunek 1 Wpływ wilgotności na opory wynikające z przylepności i zwięzłości (wg. Świętochowskiego i Kowalińskiego

Właściwości cieplne gleby Zdolność do ogrzewania się gleby określa się na podstawie objętościowej pojemności cieplnej gleby (Cv) Jest to ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1m3 gleby o nienaruszonej strukturze o 1K (Jm-3 K-1) Przenoszenie się i akumulacja ciepła w glebie odbywa się w kierunku pionowym poprzez: przewodzenie promieniowanie ruch wody i powietrza związany z opadami atmosferycznymi ruch wody i powietrza spowodowany różnicą temperatur zmiany stanu skupienia wody (parowanie, kondensacja, zamarzanie, rozmarzanie) Temperatura gleby ulega zmianom zarówno dobowym jak i rocznym T 0C 30 25 20 11 15 30 15 6 12 18 24 6 12 18 Rysunek 3 Przebieg temperatury gleby na głębokości 1, 15, 30 cm na polu bez roślin 24 godzina

T 0C 20 1 15 30 15 10 T0 C 20 6 Rysunek 4 12 18 24 6 12 18 24 Przebieg temperatury gleby na głębokości 1, 15, 30 cm na polu z koniczyną czerwoną 1 2 3 15 10 5 0-5 miesiące I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Rysunek 5 Roczne przebiegi temperatury gleby na głębokości 5 cm w wybranych miejscowościach 1-Suwałki, 2-Chorzelów, 3-Resko

Faza gazowa gleby Główne składniki powietrza glebowego: tlen, azot, dwutlenek węgla i para wodna metan, etylen, podtlenek azotu siarkowodór, amoniak, wodór, tlenek węgla Tabela 5 Formy występowania składników gazowych powietrza glebowego, w zależności od natlenienia gleby Pierwiastek Gleby natlenione Gleby niedotlenione Węgiel (C) CO2 CH4, C2H4 Azot (N) NO3- N2, NH3, N2O, NO2- Siarka (S) SO42- H2S, SO-23

% obj. 0 cm 2 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 O2+CO2 a) CO2 O2 Tabela 7 Zawartość tlenu i dwutlenku węgla w profilu gleby łąkowej. a)-poziom H2O 150 cm, b)-poziom H2O- 85 cm 0 cm 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 % obj. b) CO2 O2 O2+CO2 H2O