ST A N ISŁ A W TRZECKI
ZM IANY OBJĘTOŚCIOW E GLEB O R O ŻN EJ ZBITOSCI POD W PŁYWEM NAW ILŻANIA
OZNACZANE ZM ODYFIKOW ANĄ METODĄ W ASILJEW A
In stytu t P rodukcji R oślinnej SGGW w W arszaw ie
W STĘP
W w arstw ie ornej glöb po spulchnieniu, spowodow anym zastosow aniem narzędzi, rozpoczyna się proces natu raln eg o zagęszczenia, zw any osia daniem roli. D ecydującą rolę odgryw a w pierw szej fazie naw ilżenie po w odujące dość gw ałtow ne zagęszczenie gleby. Znacznie m niejszą rolę spełnia w tym p rzy pad k u ciężar samej gleby, pow odujący jed y n ie nie znaczne zagęszczenie. Dopiero d ru g im etapem zagęszczenia jest w y sycha nie w ilgotnej gleby pow odujące dalsze zm niejszanie objętości. Ten drugi etap określam y m ianem kurczliw ości. Procesem przciw staw n ym k u rczli- wości jest pęcznienie. Gleba sucha, odpow iednio zagęszczona oraz za w ierająca sk ład nik i koloidalne, pod w pływ em naw ilżenia pęczniejąc zw iększa sw oją objętość do określonej granicy.
Nie w n ikając szczegółowo w istotę osiadania, pęcznienia i kurczli wości gleb, k tó re to zjaw iska uzależnione są od w ielu czynników (opa dy, w ilgotność gleby, stopień zwięzłości, skład m echaniczny, ilość ko loidów glebow ych i rodzaj m inerałów ilastych, zaw artość m ate rii org a nicznej itp.), należy nadm ienić, że w czasie ty ch procesów zachodzą zm ia n y objętości gleby, porow atości i wielkości porów glebow ych (zm iany tzw . porow atości różnicowej).
W glebie więc, szczególnie w w a rstw ie ornej, in te re su je nas osiada nie, k u rczenie i pęcznienie n ie ty le jako zjaw isko, ale jako zm iany w a ru n k ó w środow iska w zrostu ro ślin upraw nych. Z m iany te w y stę p u ją w ciągu całego ok resu w egetacji. W n a tu ra ln y c h w aru n k ach zarów no osia danie, kurczenie, jak i pęcznienie pow odują z reg u ły ru ch y pionowe gle by. M ożna je w yrazić w artością liniow ą (w m ilim etrach) bądź objętoś
154 S. T rzecki
ciow ą (w procentach) w odniesieniu do określonej grubości w arstw y lub objętości.
Spośród kilk u m etod oznaczania pęczenienia gleby i kurczliw ośoi [1-4] jed n ą z bardziej dokładnych, a stosunkow o prostych, jest m etoda W a s i l j e w a [5]. Służy ona zasadniczo do oznaczania pęcznienia gleby. M ożna jed n ak przystosow ać ją do oznaczania rów nież osiadania i k urcz- liwości gleby, ale tylko przy założeniu zm ian objętościow ych w g ran i cach od k apilarnej pojem ności w odnej do stanu pow ietrznie suchego. Tego rodzaju założenie n ie jest błędne, gdyż w w aru n k ach n a tu ra ln y c h gleba przy w ysychaniu n ie u zyskuje w artości w yższych pod w zględem wilgotności. Raczej m niej celowe jest oznaczanie kurczliw ości aż do uzys k ania ab so lu tn ie suchego stan u gleby, co p rzy jm u je dotychczasow a m e toda г.
P race przeprow adzone w byłej K atedrze Ogólnej U p raw y Roli i Roś lin w latach 1968-1970 m iały na celu przystosow anie m eto dy W asiljew a do sery jn ych oznaczeń zarów no osiadania, kurczenia, ja k i pęcznienia gleby w próbkach pobierany ch w stan ie n ienaru szon ym i odpow iednio przygotow anych. Pierw sze serie oznaczeń zm odyfikow aną m etodą W a siljew a przeprow adzono w w aru n k ach m odelow ych n a próbkach różnych gleb o zróżnicow anym sto p n iu zagęszczenia (ciężarze objętościow ym ).
O PIS ZM OD YFIK O W A NEJ METODY W A SILJEW A
P róbki glebow e w stanie nie naruszonym pobieram y w cylinderki- -pierścienie objętości 100 cm 3 i wysokości ściśle 4 cm (w ew nętrzna śred nica pierścieni — 5,65 cm), zakryw am y z obu stron przykryw kam i, a w celu w yelim inow ania stra t wody zaw artej w glebie w m om encie pobie rania, ow ijam y w folię p lastykow ą bądź um ieszczam y w w oreczkach plastykow ych i zaw iązujem y je.
Po przew iezieniu do lab orato rium próbki odpow iednio przygotow ujem y do określenia osiadania bądź pęcznienia, a następnie w staw iam y je do urządzenia pom iarow ego. Ze w zględu na zm ienność glebow ą oznaczenie w ykonujem y co najm niej w trzech pow tórzeniach. Przygotow anie próbek do oznaczeń polega na tym , że z cylin derk a-p ierścienia za pom ocą odpo w iedniego 2-cen ty m etrow ego tłoka (rys. la) w ypycham y ostrożnie, s ta rając się nie zagęścić pobranej próbki, 50 cm 3 ziemi, k tó rą to część odcina m y n ap ięty m na łuk u stalow ym cienkim d ru tem . Ta część gleby m oże służyć do oznaczenia w ilgotności w m om encie pobrania. Pozostała część
1 W zw ią zk u z p ow yższym m ożna by zaproponow ać p rzyjęcie d w u pojęć, a m ia n o w icie k u rczliw ość w w aru n k ach p o lo w y ch (do stan u p o w ietrzn ie suchego) oraz k u rczliw ość ab solu tn a (do stanu ab solu tn ie suchego).
próbki w pierścieniu (rys. lc) m a objętość 50 cm 3 i grubość dokładnie 2 cm. U staw iam y ją w urząd zen iu pom iarow ym (rys. le) n a bibułę, p rzy k ry w ającą taflę szklaną, z końcam i opadającym i do rynienki, p rzy k ry w a m y ażurow ą p rzy k ry w k ą (rys. 1 b) i u staw iam y czujnik zegarow y (m ikro- m ierz) w ten sposób, by w skazów ka była na połowie skali odczytów ( + 5,0 mm). C zujnik zegarow y um ocow ujem y na stałe za pom ocą śruby na poprzecznej belce.
Rys. 1. Z m od yfik ow an e u rządzenie W a siljew a do ozn a czania p ęczn ien ia gleb
a — przycisk, b — p e rfo ro w an a p rz y k ry w k a, с — p ierścień z glebą, d — czujnik, e — podstaw a z ram ą i u chw ytam i
A m od ified d ev ice (after W asilyev) for soil exp an sion d eterm in ation
a — p u sh -b u tto n , b — p e rfo ra te d cover, с — rin g filled w ith soil, d — sensor, e — base w ith fram e and handels
Po zam ontow aniu w urządzeniu w szystkich próbek (stosujem y zesta w y 6-miejscowe, przedstaw ione na rys. 1, pozw alające na przeprow adzenie rów nocześnie na jed n ym urządzeniu 2 oznaczeń w trzech pow tórzeniach każde) w ry n ien k ę podstaw y nalew am y w odę destylow aną, k tó ra poprzez bibułę dochodzi do gleby, nasycając ją do w odnej pojem ności k ap ilarn ej, i co pew ien czas robim y odczyty osiadania lub pęcznienia (np. po 0,5, 1, 6, 24, 48 i 72 godzinach). Stw ierdzono bowiem, że na n iek tó rych glebach proces osiadania lub pęcznienia kończy się po kilku godzinach, na innych zaś dopiero po trzech dobach.
W ynik p o m iaru podajem y najczęściej w procentach objętościow ych, w yrażających w zrost objętości bad an ej próbki glebow ej. W yliczam y go następ ująco :
156 S. T rzecki
h' — różnice w m m na czujniku zegarow ym m iędzy odczytem w y j ściow ym i końcowym ,
Ji — w yjściow a wysokość w m m badanej próbki (w ty m p rzyp ad ku 20 mm).
Na p rzykład jeżeli po skończonym procesie pęcznienia 2-centym etrow a w arstw a zw iększyła sw oją grubość o 1000 \x, to znaczy że zarów no jej g ru bość, ja k i objętość w zrosła o 5% w stosunku do objętości w yjściow ej. Po oznaczeniu osiadania bądź pęcznienia m ożna pozostawić próbki w wyżej opisanym urządzeniu i określić w analogiczny sposób proces k u r czenia się gleby przy stopniow ym w ysychaniu na pow ietrzu aż do sta n u pow ietrznie suchego.
M odyfikacja m etody m a i tę zaletę, że stosunkow o ścisła jest objętość gleby (50 cm 3), co pozw ala po zakończeniu pom iarów oznaczyć m asę gleby, a następnie w yliczyć dość dokładnie ciężar objętościow y w m om encie po b ran ia próbki, po spęcznieniu bądź osiadaniu oraz po ew entualny m ozna czeniu kurczliw ości przy w ysychaniu do stan u pow ietrznie suchego.
W Y N IK I B A D A Ń
Do badań w zięto 8 utw orów glebow ych różniących się znacznie m ię dzy sobą (piaski, gliny, u tw o ry pyłow e i u tw o ry ilaste). P obrane w iększe p a rtie gleby rep rezen tu jące te u tw o ry pochodziły zarów no z w a rstw o r nych, jak i podornych. J a k w y nika z przytoczonych danych (tab. 1 i 2), w y stęp u ją znaczne różnice w ciężarze objętościow ym uzyskiw anym przy sw obodnym usypyw aniu badanych u tw orów (stan w yjściow y przed za gęszczeniem) oraz w w odnej pojem ności polowej i w ilgotności trw ałego w iędnięcia roślin.
Na uw agę zasługuje w ilgotność w yjściow a utw orów glebow ych przy rozpoczęciu badań. W pływ ała ona bow iem z jednej stro n y na uzyskany ciężar objętościow y przy sw obodnym usy py w an iu się, a z drugiej strony na uzyskiw any stopień zagęszczenia przy zastosow aniu różnej siły ucisku. W ilgotność ta dla w szystkich gleb, z w y jątk iem gleby b ru n atn ej w y tw o rzonej z iłu, znajdow ała się m iędzy w odną pojem nością połową a w ilgot nością trw ałego w iędnięcia roślin.
Jed y n ie u tw ó r ilasty m iał w ilgotność niższą niż w ilgotność trw ałego w iędnięcia roślin. W iększość badanych utw orów glebow ych m iała w il gotność taką, jak a często w y stępu je w w aru n kach natu raln y ch , zarów no przy upraw ie, jak i przy zagęszczającym działaniu kół ciągników i m a szyn rolniczych.
P obrane p a rtie m ateriałów glebow ych przygotow ano do oznaczeń w n astępujący sposób: każdą p a rtię przesiano przez sito o oczkach 2 m m
S k ład m eohaniozny m a te ria łó w glebow ych w z ię ty c h do badań H e o h a n io a l c o m p o s itio n o f s o i l m a t e r i a l e ta k e n f o r i n v e s t i g a t i o n s R o d zaj p ró b k i Sample k in d à * * I 1 л £ P ro o en to w a z a w a rto ś ć f r a k o j i o jj 1 ш P e r j^ n t e g e o f f r a o t i o n s o f 0 1 mm о» aо о *н ■SS fi 2Рч о оvs ф fl
iî
mo Д LA OJ o iA o o o iA cvj o 0,1 0 -0 ,0 5 I 0 ,0 5 -0 ,0 2 VÛO O ó o o' CM o o 0 1 o o o CVJo o o V Warstwy o rn e - A ra b le l a y e r G leba b ie lio o w a p i a s z c z y s t a / p i a s e k s ł a b o g l i n i a s t y / Sandy p o d z o lic s o i l /w e a k ly loamy s a n d / 1 4 ,6 8 5 ,4 6 ,0 3 2,7 3 7 ,3 14 ,0 5 ,0 2 ,0 ? ,c 1 ,0 C zarn a z ie m ia wytw. z g l i n y z w a ł. l e k k ie J / g l i n a le k k a s i l n i e s p ł a s z c z o n a / B lack e a r t h d ev elo p ed o f l i g h t b o u ld e r loam/ l i g h t loam w ith h ig h san d c o n te n t/
7 ,8 9 2 ,2 5 ,0 2 2 ,8 3 1 ,2 1 1,0 9 ,0 8 ,0 4 ,0 9 ,0 G leba b ru n a tn a wytw. z l e s s u /u tw ó r pyłowy z w y k ły / Brown s o i l d e v elo p ed o f l o e s s /common s i l t y f o r m a t i o n / 0 ,7 9 9 ,3 0 ,6 2,1 H , 3 9 ,0 4 1 ,0 2 3 ,0 4 ,0 6 ,0 G leba b r u n a tn a wytw. z l e s s u /u tw ó r pyłowy i l a s t y / Brown s o i l d e v elo p ed o f lo e s a / s i l t y o l a y e y . s o i l / 3 ,9 96,1 1 ,9 6 ,3 1 1 ,8 8 ,0 3 7 ,0 2 1 ,0 6 ,0 8 ,0 Warstwy p o d o m a - S u b a ra b le l a y e r G leba b ie lio o w o p i a s z o z y s t a / p i a s e k l u ź n y / Sandy p o d z o lio s o i l / l o o s e s a n d / 1 1 ,9 88,1 5 ,4 4 0 ,4 4 3 ,2 7 ,0 2 ,0 0 ,0 1 ,0 1 ,0
C zarna z ie m ia w ytw orzona z g l i n y zw ałow ej l e k k i e j
/ g l i n a le k k a s i l n i e s p i a s z o z o n a / B laok e a r t h d e v elo p ed o f l i g h t b o u ld e r loam
/ l i g h t loam w ith h ig h san d o o n te n V
7 ,2 9 2 ,8 2 ,8 16,1 36,1 1 5 ,0 7 ,0 6 ,0 1 3 ,0 4 ,0
G leba b ru n a tn a w ytw orzona z l e s s u /u tw ó r pyłow y z w y k ły /
Brown s o i l d e v elo p ed o f l o e s s /oommon s i l t y f o r m a t i o n /
0 1 0 0 ,0 0 ,0 1 ,7 1 1 ,3 8 ,0 4 5 ,0 2 3 ,0 3 ,0 8 ,0
G leba b r u n a tn a w ytw orzona z i ł u /u tw ó r i l a s t y /
Brown s o i l d e v elo p ed o f o la y / o l a y e y f o r m a t i o n /
N iektóre w ła śo iw o śc i fiz y k o -ch em ic zn e w zięty o h do badań m ateriałów glebowyoh Some p h y sioo-oh em ioal p r o p e r tie s o f s o i l m a te r ia ls taken fo r in v e e tig a t lo n e
Rodzaj próbki
C iężar
w łaściw y C iężar o b j ę t o ó - oiowy przy s t a n ie naruszonym /lu źn ym / Próohnioa % '«Vodna pojem ność k a p ila r na pF 0 Wodna pojemność
połowa pF 2 ,4 W ilgotność trwałeg o w ię d n ię c ia PP 4 ,2
W ilgotność w wag. Drób przy гоэ-
p oozęoiu badań
Sample kind S p eo y fic
g r a v ity Bulk d e n s ity in un disturbed / l o o s e / s t a t e
Humus
% C aD illary wate r ca p a o ity pF 0 F ie ld w ater c a p a o ity PP 2 ,4 M onlsture con cen t a t perma nent wl It lo g po in t pP 4 p2
Monieture oon ten t o f sam ples in w eig h t Ч> a t the
in v e s t ig a t i o n w 4> wagowyoh - in w eig h t % s t a r t Warstwy orne - Arable la y e r
Gleba b ie lic o w a p ia sz o z y 3 ta /p ia s e k sła b o g l i n i a s t y /
Sandy p o d z o lic s o i l /w eakly loamy san d /
2,61 1 ,2 8 0,7 4 2 8 ,8 5 ,4 3,1 4 ,3
Czarna ziem ia wytworzona z g lin y zwałowe,4, le k k i e j / g l i n a lekka s i l n i e s p ła s z c z o n a / Black ea rth developed o f li g h t boulder loam / l i g h t loam w ith high sar.d c o n te n t /
2,64 1,06 2 ,0 3 3 8 ,5 19,2 6 ,4 12 ,6
Gleba brunatna wytworzona z le s s u /utw ór pyłowy zw ykły/
Brown s o i l developed o f lo e s s /common s i l t y fo r m a tio n /
2 ,6 2 1 ,10 n .o . 33,1 2 4 ,7 8 ,3 11,1
Gleba brunatna wytworzona z le s s u /utw ór pyłowy i l a s t y /
Brown s o i l developed o f lo c o s / s i l t y c la y e y s o i l /
2 ,6 2 1 ,0 0 n .o . 3 2 ,7 2 5 ,0 5 ,7 9 ,5
'.Varstwy podome - Subarable la y e r Gleba b ie lic o w o -p j.a s z o z y s ta /p ia se k lu ź n y /
Sandy p o d zo lic s c i l / l o o s e san d/ 2 ,6 5 1,46 0 ,1 8 29 ,0 0 ,7 1 ,6
Czarna ziem ia wytworzona z g lin y zwałowej le k k i e j / g l i n a lekka s i l n i e s p ia s z o z o n a / Black ea rth developed o f l i g h t bou lder loam / l i g h t loam w ith high sand o o n t e n t/
2 ,6 6 1,02 0 ,2 6 4 3 ,2 1 4 ,6 5 ,2 9 ,5
Gleba brunatna wytworzona z le s s u /utw ór pyłowy zw ykły/
Brown s o i l developed of lo e s s /common s i l t y fo r m a tio n /
2 ,6 5 1,0 0 n .o . 4 0 ,2 2 1 ,0 4 ,5 6 ,8
Gleba brunatna wytworzona z i ł u /utw ór i l a s t y / Brown s o i l developed o f c la y /o la y e y fo r m a tio n / 2 ,6 6 1,14 0 ,8 8 4 5 ,3 30 ,7 15 ,3 9 ,2 15 8 S. T r z e c k i
średnicy. N astępnie m ateriałem glebow ym o znanej w ilgotności w yjścio w ej napełniono cylindry używ ane do oznaczania pęcznienia. W ten sposób uzyskiw ano w zględnie luźny układ gleby w stanie naruszonym (tab. 2), po czym zagęszczano ją m echanicznie w prasie hydraulicznej z różną siłą (od 0 do 100 kG /cm 2). P róbki przygotow ano tak, aby graniczne w artości pulchności i zbitości były wyższe niż te, k tóre m ają m iejsce w w aru n k ach n a tu ra ln y c h w polu, tj. bezpośrednio po spulchnieniu bądź przy m aksy m alnym zagęszczeniu w sk u tek uleżenia się gleby lub ugniecenia kołam i ciągników i m aszyn rolniczych.
Tak przygotow ane próbki zarów no w stanie luźnym , jak i różnie za gęszczonym w staw iano do opisanego urządzenia ustaw iając w skazów kę czujnika w środkow ym położeniu skali, ta k aby po naw ilżeniu gleby przez podsiąkanie do w odnej pojem ności k ap ilarnej m ożna było rejestrow ać zarów no osiadanie, ja k i ew en tu aln e pęcznienie.
O dczyty zm ian objętości (osiadanie bądź pęcznienie) przeprow adzano po 10 i 30 m in utach oraz po 1, 2, 3, 24, 48 i 72 godzinach. N a n iek tórych glebach bądź kom binacjach zagęszczenia osiadanie bądź pęcznienie uzy skiw ało stałą w artość już po kilku, a na innych dopiero po 48, a n aw et po 72 godzinach (przy ile).
Ten czas odczytu, tj. po dw u dobach, m ożna przyjąć dla większości gleb jako w łaściw y przy oznaczaniu (rys. 2-9). W iększość b adanych gleb, z w y jątk iem w a rstw podornych gleby bielicow ej piaszczystej i gleby b ru n atnej w ytw orzonej z iłu, w ykazyw ała duże podobieństw o w przebiegu badanego zjaw iska. P rzy sw obodnym u sy p yw an iu się uzyskiw ały orle stan bardzo luźny (ciężar obj. od 1,00 do 1,28). K ażdy z badanych utw orów glebow ych pod w pływ em w zrastających sił ucisku ulegał coraz w iększe m u zagęszczeniu, z ty m że dość gw ałtow nie w zrastała zbitość gleby m ię dzy uciskiem z siłą 0,5 a 1 kG /cm 2.
P rób ki w staw ione po zagęszczeniu do u rządzenia w ykazyw ały, że przy m ałym zagęszczeniu (m niejszych siłach ucisku) w ystępow ało w raz z na w ilżaniem dalsze osiadanie, a dopiero silniej zagęszczone (z siłą powyżej 0,5 kG /cm 2, a n iektóre naw et 4 kG /cm 2) zw iększały objętość w procesie pęcznienia.
W arstw a podorna gleby bielicow o-piaszczystej (piasek luźny) osiadała m inim alnie w raz z naw ilżaniem przy m ałych zagęszczeniach, p rzy w yż szych natom iast nie w ykazyw ała w ogóle zdolności pęcznienia (rys. 6). N atom iast w arstw a podorna gleby b ru n atn e j w ytw orzonej z iłu (o cięża rze objętościow ym od 1,14 do 2,1). bez w zględu na stopień zbitości w yk a zyw ała dużą zdolność pęcznienia (rys. 9). natom iast nie osiadała przy na w ilżaniu. Dodać należy, że oba w ym ienione u tw o ry glebow e w ykazały dość reg u larn y w zrost zagęszczenia w raz ze w zrostem stosow anego ucisku.
1 6 0 S. T rzecki R ys. 8 R ys. 9 Por ow a to ść co fk o w it o -T o to /p o ro s i; ;. P o ro w a to ść c o fk o w it o -T o to !p o ro sit y Po ro w o to S C co fk o w it o -T o to iporosity Por owatość c o fk o w it o -T o to ip o ro s it y
R ys. 2. O siadanie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w e m n a w ilża n ia w a rstw y ornej gleb y b ielico w ej p iaszczystej (piasek słabo glin ia sty ) w zależności od stopnia zagęszczen ia
(zbitości)
1 — w yjściow y ciężar objętościow y m ate ria łu glebow ego (luźne usypyw anie się przy w ilgot ności 4,3% wag.), 2 — ciężar objętościow y po zagęszczeniu siłą ucisku od 0 do 100 kG/cm*, 3 — ciężar objętościow y po naw ilżeniu do w odnej pojem ności k a p ila rn e j (osiadanie bądź
pęcznienie)
S u b sid en ce or ex p a n sio n of so il under e ffe c t of m oisten in g of arable layer of sandy podzolic soil (w eak ly loam y sand), d ep en d in g on the com pactness degree
1 — b u lk d en sity of in itia l soil m ate ria l (filled loose at m o istu re c o n ten t of 4.3 w eight %), 2 — b ulk d en sity a fte r th ick e n in g u n d e r p ressu re pow er from 0 to 100 kG/cm 2, 3 — buld
d en sity a fte r m oistening up to cap illary w a te r cap acity (subsidence or expansion)
R ys. 3. O siadanie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w em n aw ilżan ia w a rstw y ornej czarnej ziem i (glina lekka, siln ie spiaszczona) w zależności od stopnia zagęszczen ia (zbitości)
1 — w yjściow y ciężar objętościow y m ate ria łu glebow ego (luźne usy p y w an ie się przy w ilgot ności 12,6% wag.), 2 i 3 — ja k na rys. 2
S u b sid en ce or ex p a n sio n of soil under e ffe c t of m o isten in g of black earth (light loam w ith high sand content), d ep en d in g on th e com p actn ess degree
1 — bu lk density of initial soil m aterial (filled loose at m oisture content 12,6 weight %), 2 and 3 — see Fig. 2
Rys. 4. O siad an ie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w em n aw ilżan ia w a rstw y ornej gleb y b runatnej (utw ór p y ło w y zw y k ły ) w zależn ości od stop n ia zagęszczen ia (zbitości)
1 — w yjściow y ciężar objętościow y m ate ria łu glebow ego (luźne usypyw anie się p rzy w ilgot ności 11,1% wag.), 2 i 3 — ja k na rys. 2
S u b sid en ce or ex p a n sio n of soil under e ffe c t of m o isten in g of brow n soil (com m on silty form ation), d ep ending on th e com p actn ess d egree
1 — b u lk den sity of in itial soil m ate ria l (filled loose at m oisture c o n ten t of 11.1 w eight %), 2 and 3 — see Fig. 2
R ys. 5. O siad an ie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w e m n a w ilża n ia w a rstw y ornej gleby b runatnej (utw ór p y ło w y ilasty) w za leżn o ści od stopnia zagęszczen ia (zbitości)
1 — w yjściow y ciężar objętościow y m ate ria łu glebow ego (luźne u sy pyw anie się p rzy w ilgot ności 9,5% wag.), 2 i 3 — ja k na rys. 2
S u b sid en ce or ex p a n sio n of soil under e ffe c t of m o isten in g of arable layer of brow n soil (silty cla y ey form ation), dep en d in g on the com p actn ess degree
1 — bulk d en sity of in itia l soil m a te ria l (filled loose at m oisture c o n ten t of 9,5 w eight %), 2 and 3 — see Fig. 2
R ys. 6. O siadanie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w e m n a w ilża n ia w a rstw y podornej gleb y b ielico w ej p iaszczystej (piasek luźny) w za leżn o ści od stopnia zagęszczen ia (zbitości)
1 — w yjściow y ciężar objętościow y m a te ria łu glebow ego (luźne usy p y w an ie się p rzy w ilgot ności 1,6% wag.), 2i 3 — ja k n a rys. 2
S u b sid en ce of exp an sion of so il under e ffect of m oisten in g of su b layer of sandy p od solic so il (loose sand), d ep en d in g on th e com p actn ess d egree
1 — b u lk d en sity of in itia l soil m a te ria l (filled loose a t m o istu re c o n ten t of 1,6 w eight %),
2and 3 — see Fig. 2
R ys. 7. O siad an ie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w e m n a w ilża n ia w a r stw y podornej czarnej ziem i (glina lekka, siln ie spiaszczona) w zależn ości od stop n ia zagęszczen ia
(zbitości)
1 — w yjściow y ciężar objętościow y m a te ria łu glebow ego (luźne u sypyw anie się p rzy w ilgot ności 9,5% wag.), 2 i 3 — ja k na rys. 2
S u b sid en ce of ex p a n sio n of so il under effect of m o isten in g of su b layer of sandy earth (ligh t loam w ith h igh sand content), d ep en d in g on the com p actn ess degree
1 — b u lk d en sity of in itia l soil m ate ria l (filled loose a t m o istu re c o n ten t of 9.5 w eight %),
162 S. T rzecki
W ydaje się, że przeprow adzone bad an ia w y ja śn ia ją częściowo przebieg dw u zasadniczych procesów: zagęszczania się różnych u tw orów glebow ych w w arunk ach n atu raln y ch , a m ianow icie osiadania przy n aw ilżaniu i za gęszczania pod w pływ em ucisku kół, oraz zjaw isko pęcznienia.
O ddzielnych badań w ym aga natom iast zagęszczanie się gleb, jakie n a stępow ałoby przy kurczen iu się ich w procesie w ysychania. Szczegółowe badania na różnych glebach, a głów nie ich w a rstw ornych, w y jaśn iły b y dokładniej rolę zabiegów upraw ow ych oraz jak dalece szkodliwe jest u gniatan ie gleb kołam i ciągników i m aszyn rolniczych w arstw y ornej p rzy różnej jej wilgotności.
W N IO SK I
Na podstaw ie przeprow adzonych badań m ożna w yciągnąć następ ujące wnioski.
1. Częściowe zm odyfikow anie m etody W asiljew a pozw ala n a sery jne prow adzenie pom iarów nie tylko pęcznienia gleb, ale i ich osiadania pod w pływ em naw ilżania i kurczliw ości w procesie w ysychania do sta n u po w ietrznie suchego.
2. Pęcznienie gleb (z w y jątk iem iłów i piasków luźnych) rozpoczyna się dopiero po określonej ich zbitości, a stopień pęcznienia uzależniony jest z jednej stro n y od rodzaju gleby, z drugiej zaś — od ich początkow e go zagęszczenia.
3. G leby ilaste pęcznieją bardzo silnie bez w zględu na zbitość, n ato m iast piaski luźne nie w y kazu ją w ogóle zdolności pęcznienia.
R ys. 8. O siad an ie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w e m n a w ilża n ia w a rstw y podornej gleb y b runatnej (utw ór p y ło w y zw y k ły ) w zależności od stop n ia zagęszczen ia (zbitości) 2 _ w yjściow y ciężar objętościow y m ate ria łu glebow ego (luźne u sy p y w an ie się p rzy w ilgot
ności 6,8% wag.), 2 i 3 — ja k n a rys. 2
S u b sid en ce or ex p a n sio n of soil under e ffe c t of m o isten in g of su b layer of b row n soil (com m on silty form ation), d ep en d in g on th e com pactness degree
1 — b ulk d en sity of in itia l soil m ate ria l (filled loose a t m o istu re co n te n t of 6.8 w eig h t %), 2 and 3 — see Fig. 2
R ys. 9. O siad an ie bądź p ęczn ien ie pod w p ły w em n a w ilża n ia w a rstw y podornej gleb y brunatnej (utw ór ilasty) w zależn ości od stop n ia zagęszczen ia (zbitości)
I _ w yjściow y ciężar objętościow y m a te ria łu glebow ego (luźne usyp y w an ie się p rzy w ilgot ności 9,2% wag.), 2 i 3 — ja k n a rys. 2
Su b sid en ce or ex p a n sio n of soil under e ffe c t m o isten in g of su b layer of b row n soil (cleyey form ation ), d ep en d in g on th e com p actn ess degree
1 — bulk d en sity of in itia l soil m a te ria l (filled loose a t m o istu re c o n te n t of 9.2 w eig h t %), 2 and 3 — see Fig. 2
4. P rzy zagęszczaniu większości b adanych gleb (z w y jątk iem iłu i pia sku luźnego) następow ał dość gw ałtow ny w zrost zbitości p rzy ucisku m iędzy 0,5 a 1,0 kG na cm 2. N atom iast w ile i piasku luźnym w raz ze w zrostem sił ucisku dość reg u larn ie zwiększało się zagęszczenie.
LITER A TU RA
[1] D i G l e r i a J., K l i m e s - S z m i k A., D w o r a c s e k M.: B od en p h ysik und B od en k olloid ik , Jena 1962.
[2] J a n e r t H.: B o d en k u n d lich es P raktikum , B erlin 1953. [3] K e i l K. F. G.: G eotechnik, H a lle 1959.
[4] O pracow anie zbiorow e: U n tersu ch u n gs-m eth od en des B odensstrukturzustandes, B erlin 1968.
[5] W a s i 1 j e w A. M.: O sn ow y sow riem ien n oj m ieto d ik i i tiech n ik i laboratornych op ried ielen ji, fiziczesk ich sw o istw gruntów . M oszstroizdat, M oskw a 1949.
с. Т Р Ж Е Ц К И ОБЪ ЁМ Н Ы Е И ЗМ ЕН Е Н И Я В П О Ч В А Х С Р А ЗЛ И Ч Н О Й ПЛОТНОСТЬЮ ПОД ВЛ ИЯ Н И ЕМ У В Л А Ж Н Е Н И Я , О БО ЗН А Ч ЕН Н Ы Е ПО М О Д И Ф И Ц И РО ВА Н Н О М У М ЕТОДУ В А С И Л Ь Е В А И нститут растениеводства С ельскохозяйствен ной А кадем ии в В арш аве Р е з ю м е М етодично-м одельны е и ссл едован и я и зм ен ений в объ ём е р азл и ч н о у п л от н ен н ы х почв (оседани е либо н абухан и е) п од влиянием у в л а ж н ен и я п р ов оди лись в 1968-70 г.г. в бы вш ей К а ф е д р е Общ его З ем л ед ел и я В.С .А . на 8 з а метно разл и ч аю щ и хся м е ж д у собой почв ен н ы х субстр атах (пахотны е и п о д п ахотн ы е слои р а зн ы х почв). О бозначения бы ли п роведены по немного ви доизм ененн ом у м етоду В а сильева. М оди ф и к ац и я состояла в адаптации оборудован ия д л я веден и я с е рийн ы х, м ассовы х оп редел ен и й оседан и я и н а б у х а н и я п од влиянием у в л а ж нения либо сж ат и я во врем я вы сы хан и я п оч в ен н ы х образцов, зао д н о как соответственно подготовленны х, так и отобранны х в н ен аруш ен ном состоянии. В и спы таниях осущ ествлялась дл я в сех почв р азл и ч н ая степень уплотнения в гидравлическ ом пр ессе при силе давл ен и я от 0 до 100 кг/см 2, а затем оп р е д ел ял ось оседан и е либо н а б у х а н и е под влиянием ув л аж н ен н ости . И з пров е д ен н ы х исследован и й вы текает, что больш и нству почв (за исклю чением р ы х лого п еск а и ила) п рисущ сп ределен н ы й барьер плотности, которы й р еш ает о том п р ояви тся -л и оседан и е либо н абухан и е под влиянием ув л аж н ен и я. Р ы х лы й п есок вы являл лиш ь м иним альную способность к оседанию , но н е к н а бухан и ю . Однако ил независим о от степени уплотнения (в п р е д е л а х от 1,14 до 2,1 объём ного веса) всегда вы являл вы сокую способность к набухан и ю .
164 S. T rzecki
S. TRZECKI
VOLUME CH A NG ES OF SO ILS W ITH D IFFEREN T C OM PACTNESS DEGREE UN D ER EFFECT OF M O ISTENING, DETERM INED BY THE M ODIFIED
V A SIL Y E V ’S METHOD
In stitu te of Crop P roduction, W arsaw A gricu ltu ral U niversity
S u m m a r y
T he m eth od ical m odel in v estig a tio n s on volu m e changes of soil w ith d ifferen t com p actn ess degree (subsidence or exp an sion ) under effect of m oisten in g w ere carried out in 1968-70 in the form er D epartm ent of S oil and Crop C ultivations, W ar sa w A gricu ltu ral U n iversity, on 8 q uite d ifferen t soil form ations (arable and su b arable layers of various soils).
The d eterm in ation s w ere carried out by the som ew h at m odified V a sily e v ’s m ethod. T he m od ification con sisted in an adaptation of th e d ev ice for serial d eter m in ation s of su b sid en ce or ex p an sion of so il under m oisten in g effect as w e ll as of con tractab ility at drying up soil sam p les, both properly prepared (thickened) and taken in an undisturbed state.
In th e in v estig a tio n s d ifferen t com p actn ess d egree w as reached for a ll the soils in v estig a ted under a h ydraulic press w ith the pressure p ow er from 0 to 100 kG/cm'2, and then th eir su b sid en ce or ex p an sion under effect of m oisten in g w as determ ined.
T he ex p erim en ts have sh ow n that m ost soils (excep t loose sand and clay) had a d efin ite th ick en in g th resh old d ecid in g on su b sid en ce or ex p a n sio n of soil under effect of m oisten in g.
O nly loose sand sh ow ed a m in im a l su b sid en ce and no ex p an sion ab ility, w h ile clay, irresp ective of com p actn ess degree (w ith in th e lim its of 1.14-2.10 of bulk density) w a s a lw a y s v ery read ily cap ab le to exp an sion .
A d r e s W p ł y n ę ł o do P T G w s t y c z n iu 1971 r. doc. d r hab. S ta n i s ł a w T r z e c k i
I n s t y t u t P r o d u k c j i R o ślin n e j S G G W W a r s z a w a , R a k o w i e c k a 26
