Porovnání zrnitostního složení půdy stanoveného metodou ISP+ a standardní hustoměrnou metodou na rozdílných půdách

Bc. Sára Poláchová

Master's thesis

Comparison of soil particle size distribution determined by the ISP+ method and the standard hydrometer method on different soils

Abstract:

Zrnitost půdy je klíčovou půdní vlastností a její znalost lze využít pro odhad dalších obtížně stanovitelných půdních charakteristik, jako je např. hydraulická vodivost, parametry retenční čáry či dostupnost vody pro rostliny. Zrnitostní rozbory se provádějí s využitím standardních metod, jako je pipetovací nebo hustoměrná metoda. V současné době jsou standardní metody nahrazovány inovativními automatizovanými metodami, mezi které lze zařadit automatické měření změn tlaku v suspenzi nebo laserovou analýzu. Tato diplomová práce se zaměřuje na porovnání standardní hustoměrné metody s metodou založenou na měření změn tlaku v suspenzi ISP+ (The improved integral suspension pressure method). Měření byla provedena na šesti půdních vzorcích, konkrétně se jednalo o dva vzorky písčité zeminy, jeden vzorek prachovité zeminy a tři vzorky experimentální směsi připravené smícháním slévárenského písku (d50 = 0,14 mm) a mikromletého písku (d50 = 0,027 mm) v různém poměru. Pro všechny vzorky byl použit shodný způsob jejich přípravy. Za kontrolní hustotu byla považována hustota uvažující obsah rozpuštěného dispergačního činidla a proměnlivou hustotu vody v závislosti na teplotě. Kontrolní hustota referenčního roztoku byla stanovena výpočtem. Výsledky prokazují dobrou shodu mezi metodou ISP+ a hustoměrnou metodou, a to jak při stanovení frakce jílu (R2 = 0,96; RMSE = 2,07 %), tak při stanovení frakce písku (R2 = 0,99; RMSE = 2,71 %) a frakce prachu (R2 = 0,98; RMSE = 8,36 %).

Abstract:

Soil texture is a key soil characteristic, and its knowledge can be used to estimate other important soil properties such as hydraulic conductivity, retention curve parameters, or available water for plants. Particle size analyses are performed using standard methods such as the pipette or hydrometer method. Currently, standard methods are being replaced by innovative automated methods, which may include automatic measurement of pressure changes in the suspension or laser analysis. This diploma thesis compares the standard hydrometer method with the improved integral suspension pressure method (ISP+). The measurements were performed on six types of soil samples, namely two samples of sandy soil, one sample of silty soil, and three experimental mixtures prepared by mixing foundry sand (d50 = 0,14 mm) and micro-milled sand (d50 = 0,027 mm) in different ratio. In total, 40 particle size analysis were performed. The same pretreatment of soil samples was used. The control reference density was calculated using the constant density based on the mass of the dissolved dispersant and the variable density of water as a function of temperature. The results show a good agreement between the ISP+ method and the hydrometer method, both in determining the clay fraction (R2 = 0,96; RMSE = 2,07 %) and in determining the sand (R2 = 0,99; RMSE = 2,71 %) and silt fraction (R2 = 0,98; RMSE = 8,36 %).

Keywords

textura půdy, sedimentační metody, hustoměr, ISP+, velikost půdních částic

Keywords

soil texture, sedimentation methods, hydrometer, ISP+, soil particle size

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 3. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Martin Kovář
• Reader: Jiří Pavlásek, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme:
Landscape Engineering