Определение влажности почвы: на что влияет влажность почвы, уровни влажности

–>датчик влажности почвы и другие элементы автоматики –>

–> –>Меню сайта –>

–> –>Форма входа –>

–> –>Категории раздела –>

–> –>Поиск –>

–> –>Друзья сайта –>

–> –>Статистика –>

Влажность почвы – это отношение содержащейся в почве воды к массе абсолютно сухой почвы, выраженное в процентах. Влажность почвы зависит от количества выпадающих осадков, интенсивности потребления воды растениями, температуры воздуха и других факторов.

При постепенном высыхании почвы наступает такое состояние, когда в ней остается лишь влага, прочно удерживаемая почвой и недоступная для растений. Эта степень увлажнения почвы называется влажностью устойчивого завядания растений (ВЗ). Она может быть определена прямым методом в опытах с растениями; чаще ее определяют расчетным путем, умножая показатель максимальной гигроскопичности (МГ) на коэффициент 1,5. Влажность устойчивого завядания зависит от механического состава, плотности почвы, состава поглощенных катионов.

Границы значений влажности, характеризующей пределы появления различных категорий и форм почвенной влаги, называются почвенно – гидролитическими константами. Выделяются семь основных почвенно – гидролитических констант, которые выражают в процентах от массы или объема почвы.

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) – наибольшее количество прочносвязанной воды, удерживаемое силами адсорбции; влага недоступна для растений. В глинистых почвах, водоудерживающая способность которых очень велика, мертвый запас влаги составляет 10-15% массы почвы, а в песчаных почвах – меньше 1%.

Максимальная гигроскопичность (МГ) – наибольшее количество влаги, которое почва может сорбировать из воздуха, почти насыщенного паром (при относительной влажности воздуха более 94 %); влага недоступна растениям.

Почвенная влажность устойчивого завядания растений (ВЗ) – влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при перемещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами; нижний предел доступности влаги для растений.

Влажность разрыва капиллярной связи (ВРК) – влажность почвы, находящаяся между наименьшей влагоемкостью (НВ) и почвенной влажностью устойчивого завядания растений (ВЗ), при которой подвижность подвешенной влаги в процессе иссушения резко уменьшается.

Наименьшая влагоемкость (НВ) – максимальное количество влаги, которое способна удержать почва в полевых условиях, при промачивании ее сверху, после стекания свободной (гравитационной) воды.

Капиллярная влагоемкость (KB) – максимальное количество воды, которое удерживается в почве в капиллярноподперто состоянии.

Полная влагоемкость, или полная водовместимость (ПВ) – количество воды, которое может содержаться в почве при заполнении водой всех ее пор.

Для развития растений наиболее благоприятна влажность почвы в интервале ВРК – НВ. В интервале НВ – ПВ водообмен ухудшается; такое увлажнение почвы является избыточным. При влажности почвы в интервале ВРК – ВЗ влага труднодоступна для растений.

Верхний предел до­пустимой влажности почвы определяется минимальным значением ее аэрации. Влажность почвы не должна превышать 60…70 % ПВ при выращивании овощных культур, 70…80 % — зерновых культур и 80…85 % — трав.

Нижний предел допустимой для растений влаги в почве, при достижении которого может произойти устой­чивое увядание растения, зависит от сосущей силы его корней и характера почвы. Растение может взять из почвы только ту влагу, которая удерживается капиллярны­ми и молекулярными силами под давлением, меньшим, чем сосущая сила растений.

С ростом растений сосущая сила увеличивается, а при их старении — постепенно уменьшается. Нижний предел доступной влаги зависит от влажности завядания растений, он колеблется в широких пределах в зависи­мости от почв, их механического состава, а у торфяных почв — от степени разложения и зольности торфа.

Ниж­ний предел оптимальной влажности приближенно оценивается в зависимости от вида почв и растений следую­щими величинами: для трав —50…60 % ПВ, для зерновых—45…50 %, для овощных и технических куль­тур —40…45 %.

Определение влажности почвы: на что влияет влажность почвы, уровни влажности

2.1. Метод отбора проб

2.1.1. Отбор проб – по п.1.1.1.

2.1.2. Из пробы, поступившей на анализ, пинцетом удаляют крупные растительные остатки (стебли, дернина, крупные корни и т.д.). Почву высушивают на открытом воздухе до воздушно-сухого состояния, измельчают вручную в ступке по ГОСТ 9147 пестиком с резиновым наконечником. Минеральную почву допускается измельчать на специальных мельницах.

2.1.3. Измельченную почву просеивают через сито по НТД:

минеральную через сито с отверстиями диаметром 1 мм, торфяную – 2 мм.

2.1.4. Из измельченной и просеянной почвы методом квартования отбирают две аналитические пробы массой 5-15 г каждая.

2.2. Аппаратура, материалы и реактивы

Шкаф сушильный с регулятором температуры от 80 до 105°С с погрешностью регулирования до 2°С.

Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104.

Эксикатор исполнения 2 по ГОСТ 25336 со вставкой исполнения 1 по ГОСТ 9147.

Стаканчики стеклянные для взвешивания с крышками типа СН по ГОСТ 25336.

Калька или пергаментная бумага, полиэтиленовая пленка.

Вазелин технический.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145, ч.д.а.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Кальций хлористый технический.

2.3. Подготовка к анализу

2.3.1. Подготовка эксикатора с насыщенным раствором сернокислого калия

В эксикатор заливают дистиллированную воду, подогретую до (40±5)°С, слоем, равным высоты от дна эксикатора до фарфоровой вставки. Насыпают и растворяют при перемешивании сернокислый калий, пока на дне эксикатора не появятся нерастворяющиеся кристаллы сернокислого калия.

2.3.2. Подготовка стеклянных стаканчиков с крышками

Чистые пронумерованные стаканчики сушат в шкафу, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием и взвешивают с погрешностью до 0,001 г.

2.4. Проведение анализа

2.4.1. Аналитические пробы, отобранные по пп.2.1.1-2.1.4, помещают в предварительно пронумерованные, высушенные и взвешенные стаканчики, подбирая диаметр стаканчиков таким образом, чтобы слой почвы в них не превышал 4 мм.

2.4.2. Стаканчики с почвой без крышек помещают в эксикатор с насыщенным раствором сернокислого калия для насыщения почвы парами воды. Крышку эксикатора закрывают герметично, добиваясь зеркального блеска поверхности шлифов, как указано в п.3 приложения 1. Для предотвращения конденсации паров воды при резких колебаниях температуры в помещении эксикатор помещают в теплоинерционную защиту (одеяло, пенопластовая оболочка и др.). Допускается насыщение почвы в вакуумных эксикаторах или в вакуумных шкафах.

2.4.3. Первое взвешивание стаканчиков с почвой производят через 15 суток после начала насыщения. Для этого открывают эксикатор, закрывают стаканчики с почвой крышками и взвешивают их с погрешностью не более 0,001 г. Затем крышки снимают и стаканчики с почвой снова помещают в эксикатор с раствором сернокислого калия для дополнительного насыщения, выполняя требования п.2.4.2.

2.4.4. Повторные взвешивания производят через каждые 5 дней. Насыщение почвы влагой считают законченным, если разность масс при повторных взвешиваниях составляет не более 0,005 г.

2.4.5. После окончания насыщения определяют влажность почвы по п.1.4, но при этом взвешивание производят с погрешностью не более 0,001 г.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Максимальную гигроскопическую влажность в процентах вычисляют по п.1.5.1.

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений. Вычисление проводят до третьего десятичного знака с последующим округлением результата до второго десятичного знака.

3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ УСТОЙЧИВОГО ЗАВЯДАНИЯ РАСТЕНИЙ

3.1. Метод отбора проб

3.1.1. Отбор проб – по п.1.1.1. Подготовка пробы – по п.2.1.2.

3.1.2. Почву измельчают вручную в ступке по ГОСТ 9147 пестиком с резиновым наконечником и просеивают через сито по ГОСТ 214 с отверстиями диаметром 3 мм.

3.1.3. В просеянной почве определяют влажность в процентах по пп.1.1.2-1.5.2.

3.2. Aппаратура, материалы и реактивы

Стаканы стеклянные вместимостью 200 см , типа В, исполнения 1 или 2 по ГОСТ 25336.

Установка дневного света, обеспечивающая освещенность площадки 5000 лк.

Психрометр аспирационный.

Кювета с крупнозернистым песком.

Цилиндры мерные вместимостью 100 и 250 см по ГОСТ 1770.

Эксикатор исполнения 2 по ГОСТ 25336 со вставкой исполнения 1 по ГОСТ 9147.

Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104.

Калька или полиэтиленовая пленка.

Аммоний фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 3771, ч.д.а.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, ч.д.а.

Калий азотнокислый по ГОСТ 4217, ч.д.а.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

3.3. Подготовка к анализу

3.3.1. Готовят раствор питательной смеси из расчета 50 см на один стакан. Приготовление питательной смеси осуществляется растворением в 5 дм воды следующих солей:

аммония фосфорнокислого однозамещенного – 2,03 г;

аммония азотнокислого – 3,88 г;

калия азотнокислого – 2,68 г.

3.3.2. Из кальки вырезают кружки по размеру стакана для предохранения от испарения с поверхности почвы.

3.3.3. Отбирают для посева семена ячменя, овса или хлопчатника с всхожестью не менее 95% (семена 1-го класса по ГОСТ 10469*, ГОСТ 10470*, ГОСТ 5895). В районах хлопкосеяния для выращивания используют семена хлопчатника, во всех остальных – ячменя или овса.
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52325-2005.

3.3.4. Для проращивания семян берут кювету, заполненную обильно увлажненным песком. Увлажнение песка производят до такой степени, чтобы при наклоне кюветы на поверхности выступала вода. Семена укладывают равномерно, накрывая листом бумаги, и ставят в помещение с температурой (20±2)°С. Допускаются способы проращивания семян, установленные ГОСТ 12038. Ход прорастания семян контролируют ежедневно.

3.4. Проведение анализа

3.4.1. Почву, отобранную для анализа по п.3.1.4, засыпают в стеклянные стаканы вместимостью 200 см . Легким постукиванием дна стакана о поверхность стола или шпателя о стенки стакана добиваются уплотнения почвы до объема 150 см . Если уровень почвы при засыпании ее в стакан ниже черты, анализ проводят без уплотнения.

где – оптимальная влажность почвы, соответствующая указанным интервалам и механическому составу почвы, %;

– влажность почвы, определенная по п.3.1.3, %.

Полив почвы до заданного уровня осуществляют сначала питательной смесью по 50 см на стакан, а затем чистой водой и контролируют по массе стакана с почвой. Взвешивание производят с погрешностью до 0,1 г.

3.4.3. Наклюнувшиеся семена с проросшим корешком длиной не более половины зерна выбирают пинцетом и высаживают в увлажненную почву по 5 шт. на один стакан. Семена высаживают в предварительно сделанные пинцетом лунки на глубину около 0,5 см, закрывая почвой. После посадки семян стаканы закрывают листом плотной бумаги для предотвращения быстрого высыхания поверхности почвы.

3.4.4. При появлении всходов бумагу снимают и помещают растения в стаканах под установку искусственного освещения с интенсивностью освещения (5000±500) лк. В центре установки на уровне травостоя помещают аспирационный психрометр. Растения выращивают при комнатной температуре и продолжительности освещения 16 ч в сутки.

3.4.5. Ежедневно производят контрольные взвешивания стаканов с погрешностью до 0,1 г. Когда влагозапасы в почве снизятся до нижнего предела оптимального увлажнения, соответствующего (75±5)% от оптимальной влажности, производят полив водой до оптимальной влажности, контролируя его взвешиванием с погрешностью до 0,1 г.

3.4.6. После появления первого (у хлопчатника первого настоящего) листа два растения из пяти удаляют, оставляя три наиболее развитых.

3.4.7. Ежедневно утром и в полуденные часы производят наблюдения за состоянием растений. Когда третий лист ячменя или овса разовьется до уровня второго, а у хлопчатника наступит фаза развертывания третьего настоящего листа, в заготовленных по размеру стакана кружках из кальки прорезают отверстия, в которые вставляют растения, а кружки из кальки укладывают на поверхность почвы так, чтобы края кальки не касались ростков. После этого на кружки насыпают песок ровным слоем толщиной не менее 2 см.

3.4.8. После засыпания кружков песком прекращают контрольные взвешивания и полив. Как только во время наблюдения будут замечены растения, у которых на всех листьях снижен тургор, их переставляют в эксикатор, где влажность воздуха близка к насыщению. Эксикатор помещают на ночь в теплоинерционную защиту из вспомогательных средств (одеяло, пенопластовая оболочка и др.) для предотвращения резких колебаний температуры и конденсации паров воды внутри эксикатора. Если к утру растение восстановило тургор хотя бы на одном листе, стакан возвращают под установку искусственного освещения. Если к утру тургор не восстановился ни на одном листе, то почва в этом стакане достигла влажности устойчивого завядания и стакан в тот же день разбирают.

3.4.9. Растения срезают. Удаляют песок, кальку и верхние 2 см почвы. Оставшуюся почву освобождают от корней и определяют влажность почвы по разд.1, которая является влажностью устойчивого завядания растений.

3.5. Обработка результатов

3.5.1. Влажность устойчивого завядания растений ( ) в процентах вычисляют по формуле п.1.5.1.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов четырех параллельных определений. Результат вычисляют в процентах до второго десятичного знака с последующим округлением до первого десятичного знака.

Определение влажности почвы

Основным показателем содержания влаги в почве является ее влажность. Под влажностью почвы понимают содержание влаги в почве, выраженное в процентах к массе абсолютно сухой почвы или к единице объема. Все методы определения влажности делятся на две группы. Первая включает взятие почвенных образцов в поле и определение в них влажности в лаборатории. Вторая – косвенная, с помощью различных приборов, установленных непосредственно в почве при естественном ее залегании. К ним относятся: радиометрический, электрометрический, тензиаметрический, фоторефлек-тометрический и т.д.

Основным методом определения влажности является термостатно-весовой. По этому методу специальным буром производят отбор проб почвы через определенный интервал глубины (обычно через 10 см). Существует несколько конструкций буров для отбора почвенных образцов: БП-50, АМ-16, Измаильского, Качинского, Некрасова, Смяртина, Розанова, мотобур и т.д. Они изготавливаются в двух модификациях: трубчатые и сверлильные, которые имеют определенные недостатки и преимущества. Основной недостаток трубчатых буров – трудность погружения их в почву на большую глубину, особенно при низкой влажности, а сверлильных – перемешивают почву, которая трудно удерживается в буре. Последние широко используются в засушливых зонах. Они отличаются сравнительной мягкостью погружения в почву на значительную глубину. Достоинством трубчатых буров является то, что они, не нарушая естественного сложения почвы, обеспечивают большую достоверность результатов для каждой глубины.

Следует отметить, что взятые образцы влажной почвы должны быть немедленно герметезированы и как можно быстрее взвешены. Для этого из нижней трети бурового стакана почву переносят в алюминиевые стаканчики и закрывают крышками. В таком виде их быстро доставляют в лабораторию или же взвешивают непосредственно в поле с точностью до 0,01 г. Перед взятием пробы записывают номер стаканчика и его массу в соответствии с глубиной взятия образца.

Читайте также:  Почва и земля для моркови: оптимальные параметры (кислотность, влажность)

После взвешивания стаканчики с влажной почвой в открытом состоянии ставят в термостат, и при температуре 105ºС пробы почвы высушивают до постоянной массы. Первое взвешивание производится по истечении 6 часов сушки, повторное – после двухчасовой контрольной сушки. При этом достигается высокая точность, но требуется много времени. Поэтому при проведении массовых определений влажности почвы можно пользоваться методом ускоренной сушки при температуре 150 о С в течение 4 часов с последующим досушиванием продолжительностью в 1 час [2].

Влажность почвы вычисляют в процентах от массы абсолютно сухой почвы по той же формуле, что и максимальную гигроскопичность.

Иногда влажность почвы вычисляют в процентах от объема почвы:

где Р – влажность почвы в % от объема почвы;

W – влажность почвы в % от массы абсолютно сухой почвы;

d – объемная масса почвы, г/см 3 .

В связи с тем, что выпадающие осадки измеряются в миллиметрах водного столба, целесообразно запасы влаги в почве выражать в этих же единицах. Вычисление производят по формуле:

где В – запасы влаги в почве, мм;

W – влажность почвы в % от массы абсолютно сухой почвы;

d – объемная масса почвы, г/см 3 ;

h – толщина определяемого слоя почвы, см.

Запасы воды в исследуемой толще почвы иногда в практике выражают в тоннах или кубометрах на 1 га. Для этого запасы воды в мм умножают на коэффициент 10, так как 1 мм влаги на площади 1 га составляет 10 тонн или 10 м 3 воды.

Поступление влаги в растения, как было сказано ранее, зависит от водоудерживающих сил почвы и сосущей силы корней. Поэтому находящуюся в почве влагу можно разделить на продуктивную и непродуктивную.

Та часть влаги, которая обеспечивает формирование урожая культурных растений, является продуктивной влагой. Та влага, которая удерживается в почве силой, превышающей сосущую силу корней растений, является непродуктивной. При одинаковой фактической влажности на разных почвах растения будут обеспечены водой в различной степени. Поэтому объективную оценку влагообеспеченности сельскохозяйственных культур, произрастающих на разных почвах, можно производить только по запасам продуктивной влаги. Для ее определения используют следующую формулу:

где Впр – запасы продуктивной влаги, мм;

d – объемная масса, г/см 3 ;

h – толщина анализируемого слоя почвы,см;

W – влажность почвы в % от массы абсолютно сухой почвы;

ВУЗ – влажность устойчивого завядания, %;

0,1 – коэффициент перевода высоты слоя воды из сантиметров в мм.

Оценку запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы можно производить по следующей шкале.

7. Шкала оценки запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы [4]

Степень увлажненияКоличество продуктивной влаги, мм
Высокая150 и более
Хорошая120-150
Средняя90-120
Низкая60-90
Очень низкая

Статистический анализ показывает высокую зависимость урожайности яровой пшеницы от весенних запасов продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см (коэффициент корреляции на черноземах для мягкой пшеницы составляет 0,61, на каштановых 0,75). Обычно для получения удовлетворительного урожая яровой пшеницы в условиях производства необходима глубина промачивания почвы не менее 70-80 см. Снижение запасов продуктивной влаги в пахотном слое почвы до 15 мм следует считать началом засушливого периода, а до 9 мм – сухого.

Выполнение заданий

В соответствии с индивидуальным шифром студент выписывает исходные данные, которые представлены в таблицах 18 и 19.

Рассмотрим пример по шифру 052. В таблице 18 на пересечении предпоследней и последней цифр шифра находим: Астана; в числителе цифра 1 означает культуру – яровая пшеница, а вторая цифра – урожайность, которая составляет 16,7 ц/га. Цифра 35 в знаменателе означает номер задания по водно-физическим свойствам, которые представлены в таблице 19. Согласно этому номеру задание имеет следующие данные: темно-каштановая тяжелосуглинистая почва с удельной массой твердой фазы в пахотном и метровом слоях соответственно 2,68 и 2,71 г/см 3 . Максимальная гигроскопичность составляет в пахотном слое 7,99%, в метровом 8,02%. Наименьшая влагоемкость соответственно по слоям равна 28,5 и 23,4%. Влажность почвы перед уходом в зиму составляет 13,5%, перед посевом яровой пшеницы – 18,3% и в конце вегетации – 11,2%.

Сведения о температуре воздуха, количестве осадков и об относительной влажности воздуха студенты находят в метеорологических справочниках или бюллетнях, которые выдаются на занятиях в качестве раздаточного материала. При отсутствии этих материалов по годам в учебных целях допускается использование средних многолетних данных, которые приведены в приложениях 7, 8 и 9.

1. Определение запасов продуктивной влаги в пахотном и метровом слоях почвы при ВРК, НВ и заданной влажности перед посевом культур.

а) Пример расчета запасов продуктивной влаги в пахотном слое почвы при ВРК.

Расчет производится по формуле:

Впр = 0,1 (ВРК – ВУЗ) d h.

Влажность разрыва капиллярной связи представляет среднее значение между наименьшей влагоемкостью и влажностью устойчивого завядания в пахотном слое почвы, а влажность устойчивого завядания – максимальную гигроскопичность, взятую с коэффициентом 1,34.

ВУЗ = 7,99 х 1,34 = 10,7%;

Объемную массу почвы находим в приложении 1 (строка 12). Она для пахотного слоя равна 1,16 г/см 3 (можно пользоваться и данными, полученными на предыдущих занятиях).

Впр = 0,1 (19,6 – 10,7) х 1,16 х 20 = 20,6 мм.

В пахотном слое тяжелосуглинистой темно-каштановой почвы при влажности капиллярной связи содержится 20,5 мм или 205 тонн продуктивной влаги.

б) Пример расчета продуктивной влаги в пахотном слое почвы при наименьшей влагоемкости.

Впр = 0,1 (28,5 – 10,7) х 1,16 х 20 = 41,2 мм.

В пахотном слое тяжелосуглинистой темно-каштановой почвы при влажности наименьшей влагоемкости содержится 41,2 мм или 412 тонны воды.

Аналогично рассчитываются запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы.

2. Определение необходимой мощности снежного покрова для насыщения метрового слоя почвы до наименьшей влагоемкости влагой.

Разность между запасами влаги при НВ (Внв) и осенним ее содержанием в почве (В1) представляет собой дефицит насыщения до наименьшей влагоемкости почвы влагой (Дн):

Расчет необходимой мощности снежного покрова производится по формуле [3]:

где Н – необходимая мощность снежного покрова, см;

Внв – запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы при наименьшей влагоемкости, мм;

В1 – запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы перед уходом в зиму, мм;

d – плотность снега, г/см 3 ;

10 – коэффициент перевода сантиметры в миллиметры;

1,25 – поправочный коэффициент на испарение и сток (25%).

В нашем примере запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы при НВ (Внв) составляет (формула 46):

Внв = 0,1[23,4-(8,02 х 1,34)] х 1,39 х 100 = 175,9 мм.

Перед уходом в зиму в метровом слое почвы продуктивной влаги содержалось:

Внв = 0,1(13,5 – (8,02 х 1,34)) х 1,39 х 100 = 38,3 мм.

Дефицит насыщения влагой до НВ составляет:

Дн = 175,9 -38,9 = 137,6 мм.

Плотность снега (d) в момент его схода составляет в среднем 0,3 г/см 3 .

Подставляя значения в формулу, получим:

С учетом возможного испарения и стока влаги необходим снежный покров мощностью 57,3 см.

Несколько иная методика расчета необходимой мощности снежного покрова предложена Н.М.Бакаевым и И.А.Васько [3].

Основным показателем накопления влаги является водовместимость почвы или объем своодных от воды почвенных пор. Для того, чтобы вычислить объем свободных пор, надо определить объем твердой фазы почвы, ее влажность и удельную массу. С этой целью отбираются осенью перед уходом в зиму почвенные образцы цилиндром с площадью основания 500 см 2 . Расчеты проводятся в следующей последовательности:

1. Определяется масса сырой почвы (m) как разность масс цилиндра с сырой почвой и пустого цилиндра (г).

2. Массу сухой почвы (М) вычисляют по формуле М = —————- ,

где W – влажность почвы, %.

3. Влажность почвы определяется по общепринятой методике, используя формулу:

4. Удельная масса почвы (у) определяется по общепринятой методике.

5. Объем твердой фазы почвы в цилиндре (V1) равен: М/γ (см 3 ).

6. Общий объем почвенных пор V2 = V – V1 (V – объем цилиндра или образца почвы).

7. Объем пор, занятых водой V3 = m – М (г или см 3 ).

8. Объем свободных пор V4 = V2 – V3 (см 3 )

9. Водовместимость V5 = 0,2 V4 (м 3 /га).

10. Необходимая мощность снежного покрова Н = ———- , (48)

«Определение влажности и влагоемкости почв»

Методическая разработка практического занятия по дисциплине «Основы мелиорации и ландшафтоведения» предназначена для преподавателей. В разработке приведены план проведения занятия «Определение влажности и влагоемкости почв», вопросы и задания для самостоятельной работы, методика проведения лабораторных опытов.

Содержимое разработки

«Темниковский сельскохозяйственный колледж»

проведения практического занятия

Основы мелиорации и ландшафтоведения

Тема: «Определение влажности и влагоемкости почв»

на заседании предметной заместитель директора по

(цикловой) комиссии учебной работе

профессионального цикла ______________ Л.В.Щербакова

по специальностям «Землеустройство»,

Протокол № ___ от ______ 20___г.

Методическая разработка практического занятия «Определение влажности и влагоемкости почв» для студентов средних специальных учебных заведений. /Сост. Сергеева Л.Ю.– Темников, 2018. – 12 с. (0,8 п. л.)

Методическая разработка практического занятия по дисциплине «Основы мелиорации и ландшафтоведения» предназначена для преподавателей. В разработке приведены план проведения занятия «Определение влажности и влагоемкости почв», вопросы и задания для самостоятельной работы, методика проведения лабораторных опытов.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА занятия

Преподаватель: Сергеева Любовь Юрьевна

Дисциплина: Основы мелиорации и ландшафтоведения

Группа: 221 специальность «Землеустройство»

Тема: Определение влажности и влагоемкости почв.

Цель: C формировать представление о влажности и влагоемкости почв.

– обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по определению и анализу элементов водного баланса почвы и способам его регулирования;

– формирование умений применять полученные знания по определению влаги в почве на практике;

– развитие интеллектуальных умений;

– выработка самостоятельности, ответственности, точности, творческой инициативы.

Основные понятия: доступность влаги для растений; механизм передвижения воды и солей в почве; роль воды в почвообразовании; константы почвенной влажности; абсолютная и относительная влажность; полная и наименьшая влагоемкость; водопроницаемость; водный баланс активного слоя почвы;

Межпредметные связи: биология, химия, почвоведение, геология, гидрология.

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЛАЖНОСТИ И ВЛАГОЕМКОСТИ ПОЧВ

Вода является важнейшей составной частью почвы. Её роль в образовании, развитии почвы, плодородия – огромно.

Исключительно большое участие принимает вода в процессах выветривания горных пород.

Важную роль играет вода в почвообразовании: в синтезе и разложении органических веществ, в передвижении различных элементов в почвенной толще, в формировании почвенных горизонтов, и т.д.

В почве может содержаться вода в капельно-жидком, твердом (в виде льда), а также в парообразном состояниях. Некоторое количество воды всегда адсорбировано почвенным материалом в силу физико-химических взаимодействий, а также находится в химически связанной (кристаллизационной) форме. Относительное содержание воды в том или ином её состоянии обусловлено многими факторами, среди которых, – время года и температура, глубина почвенного горизонта, защищенность почвы от воздействий климатических факторов, строение почвы, присутствие в почве водоносных горизонтов и др. Поэтому применительно к почве говорят о наличии и количестве в ней влаги, имея в виду содержание воды во всех агрегатных состояниях. Количество влаги в почве очень изменчиво во времени и зависит от поступления воды в почву и её расходования.

Поступление влаги в почву происходит с атмосферными осадками, паводковыми, грунтовыми и поливными водами, а расходование- при испарении, транспарации, стоке и др. Соотношение этих процессов определяется климатическими явлениями, временем года, положением почвы в рельефе местности, наличием и характером растительного покрова, хозяйственной деятельностью человека. Помимо перечисленных факторов, внешних по отношению к почве, её влажность зависит и от свойств самой почвы – водных свойств, к которым относятся влагоемкость и водопроницаемость, а также от состояния поверхности почвы.

Почвенная влага является практически единственным источником влагообеспечения наземных растений, Поэтому влажность почвы определяет продуктивность культурных и природных фитоценозов, регулирует состав последних, а также состав связанных с ними зоо- и микробиоценозов. Почвенная влага оказывает огромное влияние на перемещение веществ в ее профиле.

Особенности водного режима почв обуславливают; в одних случаях, элювиальные процессы (за счет выноса растворенных или взвешенных веществ с нисходящим гравитационным током влаги), а других процессы накопления солей и засоления (за счет восходящих потоков влаги, содержащей растворенные вещества, в силу транспирации и капиллярных явлений). С колебаниями влажности связаны процессы превращения веществ в почве (их растворение и кристаллизация, окисление и восстановление), а также набухание и усадка почвенной массы.

Степень увлажнения оказывает большое влияние и на морфологические свойства почвы – на усиление или ослабление интенсивности окраски, плотность, сложение и связность почвенной массы, степень выраженности структуры и др.

Таким образом, изучение влажности почвы в ее сезонной и многолетней динамике – необходимая часть экологических, агропочвенных, почвенно-генетических исследований. Это изучение включает, во-первых, собственно наблюдения за динамикой влажности, которые складываются из суммы единичных измерений влажности за некоторый отрезок времени, и, во-вторых, обработку и интерпретацию полученного материала.

Влажность почвы характеризуется отношением массы содержащейся в почвенном образце влаги к массе подготовленного (измельченного, не содержащего посторонних включений) и высушенного образца и выражается обычно в процентах. Для измерения влажности используют как прямые, так и косвенные методы.

Основным, наиболее распространенным и надежным, прямым методом определения влажности почвы в лабораторных условиях является термостатно-весовой метод, широко описанный в литературе. Термостатно-весовой метод определения влажности заключается в измерении веса влаги, содержащейся в образце. При этом подготовленный почвенный образец высушивают в термостате при температуре 105 0 С в течение 3-4 часов, а определенный взвешиванием вес влаги относят к единице массы почвы.

Краткие теоретические сведения.

Читайте также:  Как защитить плодовые деревья: от грызунов, от тли, от заморозков

Влажность почвы характеризуется количеством воды, содержащейся в почве в момент определения. Различают влажность абсолютную и относительную.

Абсолютной влажностью называется содержание воды в процентах к массе (весу) или объему сухой почвы. Для определения абсолютной влажности навеску почвы высушивают до постоянной массы и рассчитывают по формуле:

Wm- абсолютная массовая влажность в процентах;

Мв- масса воды в образце;

Мп- масса сухой почвы;

100- коэффициент для расчета в процентах.

Относительная влажность– это отношение содержания влаги в данный момент к количеству воды, насыщающей почву до её наименьшей влагоемкости. Относительная влажность рассчитывается по формуле:

W отн =Wабс ⋅100%/ НВ , где

Wотн – относительная влажность;

Wабс- абсолютная влажность;

НВ- наименьшая влагоемкость;

100- коэффициент для расчета в процентах.

Относительная влажность характеризует степень насыщенности почвы водой по сравнению с пористостью или наименьшей влагоемкостью.

Влагоемкостью называется способность почвы вмещать и удерживать в своих порах то или иное количество влаги. Влагоемкость обычно выражают в процентах к массе сухой почвы. Величина ее зависит от свойств почвы, а также от количества влаги в ней. Влагоемкость тем больше, чем выше порозность почвы, особенно капиллярная, чем выше содержание в почве глинистых минералов и органических веществ. Влагоемкость тесно связана с видами воды в почве. В зависимости от количества удерживаемой воды и ее подвижности выделяют несколько видов влагоемкости: максимальную, молекулярную наименьшую, капиллярную и полную.

Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) – наибольшее количество рыхло связанной воды, удерживаемое сорбционными силами или силами молекулярного притяжения.

Наименьшая влагоемкость или предельно-полевая (НВ или ППВ) – характеризуется наибольшим количеством подвешенной влаги (т.е. влаги, не связанной капиллярно с грунтовой водой), которое может удерживать почва. Влага, поступившая в почву сверх величины наименьшей влагоемкости, стекает в нижележащие слои почвы.

Капиллярная влагоемкость (КВ) – это максимальное количество воды, которое удерживает почва в капиллярных порах при близком залегании зеркала грунтовых вод. Иными словами, капиллярная влагоемкость соответствует содержанию в почве капиллярно-подпертой воды.

Полная влагоемкость (ПВ) – наибольшее количество воды, которое может вместить почва при полном заполнении всех пор водой.

Влажность можно выразить и в процентах от содержания влаги, отвечающего тому или иному виду влагоемкости, что позволяет сравнивать по влажности почвы с различными водно-физическими свойствами. Например, влажность может быть выражена в процентах от полной влагоемкости, от влажности завядания и др. Такая форма выражения влагоемкости называется относительной.

Запас влаги в почве – абсолютное количество воды, содержащееся в определенном слое почвы. Запас влаги может выражаться в тоннах (кубометрах) на 1 га или в миллиметрах водного столба.

В зависимости от запасов влаги в почве различают также следующие типы увлажнения почвы.

Обильный тип увлажнения характеризуется полной (максимальный) капиллярной влагоемкостью. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы: от 400-200 мм (весной) до 235-110 мм (летом). Местообитания – мокрые или сырые (встречаются условия плохой и удовлетворительной аэрации) в растительном покрове господствуют гигрофиты. Характерны для высокотравянистых низинных болот, а также сфагновых верховых болот.

Устойчивый тип увлажнения характеризуется средней капиллярной влагоемкостью. Запасы продуктивной влаги составляют от 230-140 мм до 115-70 мм. Местообитания – влажные или свежие, в растительном покрове. Имеются затруднения в водоснабжении, но напряженность засух невелика. Характерна для таежной зоны – почв лесов-черничников, кисличников, крупнозлаковых настоящих лугов.

Переменный тип увлажнения характеризуется наименьшей влагоемкостью. Запасы продуктивной влаги составляют от 150-110 мм до 60-10 мм. Место обитания – сухие и крайне сухие, в растительном покрове господствуют ксерофиты и психрофиты; мезофиты, если представлены, то сильно угнетены. Для данного типа увлажнения можно, в свою очередь, выделить несколько подтипов, охватывающие от таежных лесов-брусничников, пустошных (психрофильных) лугов, лишайниковых лесов, до скалистых мест с преобладанием накипных лишайников, где растения вегетируют, пока идет дождь и некоторое время позже.

Взятие почвенных образцов и подготовка к их анализу.

Наиболее распространенным методом отбора смешанных почвенных образцов является метод «конверта». Данный метод применяется для исследования почвы гумусового горизонта. При этом из точек контролируемого участка берут пять образцов почвы. точки должны быть расположены так, чтобы, мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта ( длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5-10м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см, что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг ( по объему около 0,5 л), но не менее 0,5 кг.

Почвенные образцы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешочки, и прилагают к нему этикетку (сопроводительный талон), в которой указывают:

• место взятия образца (адрес, номер пробной площадки);

• номер образца и дату (час) отбора, горизонт или слой, глубину взятия пробы;

• характер метеорологических условий в день отбора пробы;

• особенности, обнаруженные во время отбора пробы (освещение солнцем, применение удобрений, наличие близлежащих свалок и мусора, сточных канав и др.) Образцы помещают в эмалированную кювету (поддон, кастрюлю) слоем высотой около 2 см, смешивают, отбирают и отбрасывают камни, корни и части растений, почвенных насекомых и червей, инородные включения. Масса одного объединенного образца составляет около 1 кг. При необходимости почву измельчают в агатовой либо яшмовой ступке до отдельностей размером не более 1-2 мм. Далее в лабораторных условиях смешанный образец доводят до воздушно-сухого состояния, выдерживая его при температуре 100-105 ◦ С в течение не менее 3 час. в сушильном шкафу (духовке) в эмалированной кювете. В случае приближенной оценки, например, при работе в полевых условиях, и невозможности провести взвешивание образцов, допускается, с точностью до нескольких процентов, считать сухой почву, находящуюся в воздушно-сухом состоянии, т. е. сухую наощупь и легко рассыпающуюся.

Высушенный и охлажденный до комнатной температуры почвенный образец просеивают через сито с размером ячеек 1-2 мм. Образец почвы, просеянный через сито, используется в дальнейшем для химического и элементного (но не биологического) анализа. Хранят подготовленные таким образом почвенные образцы в полотняных мешочках в сухом месте. Срок хранения образцов не ограничен.

Требования (меры безопасности):

1. Перед началом работы одеть рабочий халат, для предотвращения попадания кислот, почвы на одежду.

2. При работе с почвой не размахивать руками, чтобы избежать попадания почвы в глаза.

3. Включая сушильный шкаф не браться за вилку или оголенный шнур мокрыми руками.

4.Проводить работу не превышая температурных рамок.

5.После окончания работы выключить сушильный шкаф (вытащив вилку из розетки).

6.После окончания работы убрать за собой рабочее место.

Цель работы: исследовать влажность и влагоемкость почвы, а также определить структуру и состав почвы.

Оборудование и реактивы: весы аналитические, разновесы, бюкс, эксикатор с СаСl2, сушильный шкаф, шпатель, цилиндр с сетчатым дном, линейка, фильтровальная бумага, ванночки с водой и подставками, стеклянные палочки.

Опыт 1. Определение влажности Алюминиевый или стеклянный стаканчик (бюкс) просушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 100…105 0 С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. В этот стаканчик насыпают около 5 г воздушно-сухой почвы. Слой почвы в бюксе не должен превышать 5мм. Стаканчик с почвой взвешивают на тех же весах и с такой же точностью. Почву в стаканчике сушат в сушильном шкафу 5 часов, после чего стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе с СаСl2 и взвешивают. Затем просушивают снова около 2-х часов. Если разница во взвешивании после первой и второй сушке не превышает 0,003г, то просушивание заканчивают. Результат взвешивания записывают в таблицу 1, а влажность W вычисляют по формуле:

W = b−c/ c−a ⋅ 100%, где

а– масса пустого стаканчика, г;

b– масса стаканчика с почвой до высушивания, г;

с– масса стаканчика с почвой после высушивания, г.

Влажность почвы, учимся измерять

Подписаться на блог

  • RSS
  • ВКонтакте
  • Фейсбук

Влагоемкость почвы

Для начала рассмотрим строение почвы. Во-первых, она состоит из твердых частиц и пор. К первым относятся песок, глина, гумус – все, что не является жидкостью или газом. А пустоты, которые находятся между этими твердыми частицами, на зываются порами. Эти поры заполняются газами (воздухом) или водой. В среднем, оптимальное отношение: 50% твердая фаза к 50% пор. Очень важен и размер этих пор. Самые маленькие поры формируют вместе «туннели» для воды – капилляры. Это очень важная часть почвы, так как по капиллярам может подниматься вода из более глубоких горизонтов. Считается, что корневая зона может увлажняться грунтовыми водами, если они находятся на глубине не более 3 м. Тогда влага из этих горизонтов и поднимается вверх по капиллярам. Кроме того, при пересыхании почвы, за счет поверхностных сил, вода может удерживаться в этих сосудах, не позволяя грунту высохнуть слишком быстро.

Влажность почвы – это процентное соотношение всей почвенной влаги к сухому грунту. То есть, влажность почвы 20% означает, что на 100 г полностью сухой почвы приходится 20 г влаги (или в 120 г почвы на вашем поле 20 г влаги). Очень важно запомнить, что для вычислений берется именно сухая почва, а не влажная. Например, молоко, жирностью 4% означает, что 4 г жира находится на 100 г цельного молока, а не обезжиренного (которого, соответственно, 96 г). Тогда как влажность почвы 4% – это 4 г влаги и 100 г сухой почвы (или 104 г почвы с влажностью 4%).

Влагоемкость почвы – это максимальное количество влаги, которое почва может в себе удержать.

Различают несколько влагоемкостей:

ПВ (полная влагоемкость) – максимальное количество воды, которое может вместиться во всех порах почвы. По сути, это полностью залитое поле. В этом случае количество воздуха в пустотах равняется нулю, такая ситуация на поле крайне нежелательна.

Но самый важный показатель – это наименьшая влагоемкость (НВ) , зная значения которой, удобнее всего определять необходимость полива. Это то количество влаги, которое почва способна «активно» удерживать с помощью различных сил (адсорбция, химические связи, гидроколлоиды, капилляры и т.п.). Если проще, то наименьшая влагоемкость достигается тогда, когда после полного насыщения почвы водой стекает лишняя влага, которая почвой активно не удерживается (вода с крупных пор).

Поэтому оптимальную влажность почвы и удобнее выражать в процентах НВ. Этот показатель показывает не только содержание влаги на вашем участке, но и ее форму. Свободная гравитационная влага недоступна растениям, а только вредит им. Слишком высокая НВ (85% и больше) пригодна для развития растений, но повышает риск развития корневых заболеваний.

Как правило, 100% НВ достигается при влажности почвы от 20% (легкие почвы) до 40% (суглинистые почвы). Другими словами, если у вас супесчаная почва, то оптимальные для большинства культур 75% НВ достигается при влажности почвы 15%, если же тяжелая – вплоть до 30%.

Влагоемкость – достаточно стабильный показатель. Если в почве не происходит кардинальных перемен (как, например, с тепличным субстратом, где создается интенсивный агрофон, вносятся удобрения, торф, мелиоранты), то этот параметр достаточно измерять раз в несколько лет. Он нужен для того, чтобы правильно использовать результаты измерения влажности почвы.

Например, если НВ 30%, а влажность почвы 21 %, то эту влажность почвы можно выразить как 70% нормальной влагоемкости.

Это можно выразить как: чтобы заполнить ящик плодами на 60%, сначала нам нужно узнать емкость этого ящика (узнать НВ грунта). Следующий шаг – нам нужно взвесить плоды, которые уже находятся в ящике (влажность почвы). При этом в одном и том же виде ящиков количество плодов может быть разное (достаточно один раз узнать НВ своей почвы, влажность меняется постоянно). И вот, если мы знаем, что в ящике емкостью 10 кг находится 3,5 кг плодов, то он заполнен на 35%, значит, нам нужно доложить 2,5 кг плодов. Подобьем первые итоги. Чтобы научиться поливать растения правильно, необходимо:

  • Определить способ, которым будет измеряться влажность почвы (однократно);
  • Измерить плотность, затем НВ своей почвы (однократно);
  • Измерять влажность своей почвы (регулярно);
  • Перевести влажность почвы в % от НВ.
  • Следить, чтобы влажность почвы не выходила за определенные рамки. Например, не была ниже 60% НВ и выше 80% НВ. То есть, начинать полив нужно при 60% НВ.
Как измерять влагоемкость грунта?

Наименьшая влагоемкость почвы наблюдается, когда после обильного увлажнения (или затопления) вся лишняя влага уходит в глубокие горизонты. Поэтому в полевых условиях этот параметр можно измерять при залегании грунтовых вод глубже 3 м, иначе они будут постоянно насыщать грунт новыми порциями влаги.

Ранней весной, когда почва наполнена талыми водами, выбирают типичный участок поля (1,5×1,5 м), который накрывают пленкой и соломой, чтобы предотвратить испарение влаги. На орошаемых землях анализ можно проводить после обильного полива. Существует и третий вариант – создание небольшого участка затопления. Для этого выбранный участок окружается земляными валами (земля берется вдалеке от площадки, чтобы не нарушать рельеф поля), деревянными или железными рамами. Для промачивания почвы нужно использовать 200 л воды на квадратный метр, если почвы легкие, до 300 – на суглинистых. В том месте, куда будет наливаться вода, нужно положить фанерку, чтобы не размывать грунт струей. Воду нужно вливать порционно, чтобы ее слой был высотой не более 5 см. Следующую порцию подают после того, как предыдущая впитается.

Во всех трех случаях землю накрывают клеенкой и соломой. Через сутки, трое суток, а на суглинистых почвах и через 10 суток отбирают образцы почвы через каждые 10 см (0-10, 10-20, 20-30. ) и измеряют влажность образцов. Полученные данные называют НВ1, НВЗ и НВ10 соответственно. На супесчаных грунтах самый оптимальный параметр – НВЗ, на тяжелых – НВ10. НВ1 актуален там, где избытки влаги стекут уже в течение суток (содержание песка близкое к 100%, большое количество крупнозернистой фракции).

Читайте также:  Укрывной материал Агроспан: характеристики материала и особенности применения

Показателем наименьшей влагоемкости будет влажность образца. То есть, если на 100 г высушенного в термостате грунта в образце придется 27 г воды, значит, 100% НВ соответствует 27% влажности почвы.

Измерение влажности почвы

Самым точным методом, который используют и лаборатории, считается термостатно-весовой. Он очень прост и использует всего три вида оборудования: весы, термостат и бур, который может заменяться лопаткой. Термостатом может послужить практически любая печь, духовка или котел, и градусник. Минус этого метода очевиден – узнать влажность почвы можно только через 2-3 дня с момента отбора пробы, поэтому определить таким образом необходимость полива будет крайне сложно. Но другие методы измеряют не влажность почвы, а другие ее свойства, которые зависят от влажности. Так, например, электропроводимость почвы зависит от концентрации почвенного раствора (например, анализ с помощью прибора TDS-метра). С одной стороны, она выше, если меньше влажность, с другой же – любое внесение удобрений сильно повлияет на результат исследования.

Определившись, каким образом вы планируете регулярно измерять влажность почвы, для определения НВ советуется использовать как термостатно-весовой метод, так и выбранный вами прибор. Таким образом, вы проведете своего рода калибровку.

Рассмотрим пример. Если плотность Вашей почвы будет составлять 1,1 г на кубический сантиметр, согласно термостатно-весовому методу НВ почвы будет 30% ее влажности, а согласно оперативному методу – 25%, то ошибка измерения составит 165 т воды на га. Поэтому, определяя влажность почвы выбранным прибором, за 100% НВ нужно будет принимать влажность почвы в 25%.

Измерение влажности с помощью электрических приборов чаще всего исследует другие свойства почвы: сопротивления, электропроводимости, индуктивности и т.п.

Самое широкое распространение получили приборы, которые измеряют диэлектричиеские свойства почвы. Чаще всего профессиональный прибор весит несколько сот грамм, оборудованный специальным щупом. После «укола» почвы щупом, экран прибора показывает ее влажность в процентах (спустя 3-5 секунд).

Существуют и упрощенные версии такого оборудования для частного сектора, он может измерять влажность почвы (с точностью до 10%), ее кислотную среду, более дорогие модели – температуру почвы. Приборы восточных стран даже не всегда показывает цифры, некоторые модели ограничиваются шкалами, вроде почва «очень сухая» и т.п. Делать большие ставки на такую электронику не стоит – у нее даже не всегда есть возможность калибровки. Существуют в продаже и мини-модули, которые могут быть частью системы для бюджетной системы автоматизации (например, Ardunino).

Тензиометры

Метод измерения влажности тензиометром основан на изменении давления внутри трубки прибора. Прибор состоит из вакуумной керамической трубки и вакуумного манометра (прибор для измерения давления).

Перед использованием тензиометр заряжается – погружается в воду до полного насыщения керамической трубки. После он размещается в поле (заглубляется в грунт). Советуется использовать два тензиометра, для разной глубины (например, для 20 и 40 см). Чем более сухой становится почва, тем сильнее она “вытягивает” воду с вакуумной трубки прибора, в результате чего давление в ней падает. Второй элемент тензиометра – вакуумный манометр измеряет это падение. Эти данные уже с помощью специальных таблиц переводят в фактическую влажность почвы.

Так как прибор фиксирует падение давления, то стрелка отклоняется в минусовую сторону (ниже нуля). Чем дальше она отходит от нулевой отметки, тем ниже влажность почвы. Без таблиц использовать данные прибора нельзя, так как при полной влагоемкости стрелка может показывать от – 10 сантибар (примечание: сантибар – 0,01 бар) на тяжелых почвах до – 40 сантибар на легких. Нужно учитывать и влияние других факторов, в том числе, температуры почвы.

Так сколько же поливать?

Последнее, что нам нужно сделать – рассчитать норму полива. Для этого можно использовать приборы, которые есть в наличии (поливать до тех пор, пока прибор не зафиксирует нужную нам влажность почвы) или рассчитывать норму математическим методом.

Тут все немного сложнее. Первое, что нам нужно узнать – удельный вес сухой почвы (масса 1 см3 почвы в граммах или 1 м3 в тоннах), его также называют плотностью. Но для этого не подойдут наши образцы – их объем будет нарушен при сушке. Проще всего узнать удельный вес из таблиц, так как этот параметр не слишком переменчив и больше всего зависит от гранулометрического состава почвы. Конечно, рыхление снижает ее удельный вес, но на норму полива это не повлияет.

Если мы знаем, что в наш ящик нужно доложить плодов на 25% его вместимости, то мы умножаем эту вместимость на 0,25 (10 кг % 0,25 = 2,5 кг). Аналогично и с почвой. Если Вам нужно увеличить влажность почвы на 10%, то Вам нужно умножить ее массу на 0,1.

Чтобы узнать массу почвы на Вашем участке, нужно ее площадь в квадратных метрах умножить на 0,3 (корневая зона – это 30 см или 0,3 м) и умножить на удельный вес.

Для гектара это будет 10 000 м2 х 0,3 м = 3000м3.

Если 1 м3 грунта весит 1,1 т, то нам нужно увлажнить: 3 000 м3 х 1,1 т/м3 = 3,3 тыс. т почвы. Тогда норма полива (10% от этой цифры) составит 330 м3.

Ну и самый простой способ определения влажности почвы – ее нужно сжать в руке. Если сквозь пальцы не начала проникать вода, но, разжав ладонь, почва остается в комке – это удовлетворительная влажность. Скоро придется поливать. Сколько нужно полить? Этот метод не ответит на такие вопросы.

Чтобы измерять влажность почвы термостатно-весовым методом, нужно проделать следующие операции:

  • Подготовить жаропрочную посуду для образцов. В лабораторных условиях для этого используют алюминиевые бюксы с притертыми крышками. И бюкс и крышка имеют свой номер, который записывается, чтобы сохранить точность анализа. Посуда должна быть чистой, предварительно взвешенной с максимальной точностью (бюкс с крышкой вместе) – масса 1. Здесь придется или использовать точные весы (согласно методике, весы должны взвешивать до 0,01 г, но подойдут и с точностью до 0,1 г). Если нет возможности воспользоваться такими весами, на анализ отбирают больше грунта, но тогда и сушить его придется дольше.
  • Отобрать пробу грунта с помощью бура или лопатки. Поместить их в приготовленную посуду на половину объема (до 2/3).
  • Взвесить посуду, крышку и грунт вместе – масса 2.
  • Поставить их на сушку при температуре 100-105°С, пока вес бюкса не перестанет меняться. Так узнаем массу 3.
  • Перед последним взвешиванием закрыть посуду крышкой и дать ей остыть в плотно закрытом шкафчике.
  • Сушка позволяет узнать, сколько воды было в образце почвы (масса 2 минус масса 3) и вес сухого грунта (масса 3 минус масса 1). Массу воды делят на массу сухого грунта и умножают на 100% – так узнают влажность почвы в момент отбора пробы.

Водные свойства почвы. Методы определения влажности почвы

К основным водным свойствам почвы относят ее водопроницаемость, водоудерживающую и водоподъемную способности.

Водопроницаемостью почвы называется способность почвы впитывать и пропускать через себя воду из верхних ее горизонтов в нижние. Ее можно разделить на две стадии. Первая стадия называется впитыванием и проявляется в более сухих почвах, когда свободные от влаги поры начинают заполняться водой. В течение периода впитывания водопроницаемость почвы под лесом значительно выше, чем в почве на открытой местности, что объясняется лучшей структурой лесных почв. С окончанием впитывания водопроницаемость лесных почв и прилегающих почв на открытой местности выравнивается.

Вторая стадия представлена фильтрацией. Она, как правило, проявляется во время обильных осадков. В это время в почве, которая уже полностью насыщена водой, влага начинает передвигаться под влиянием силы тяжести и градиента напора.

Водопроницаемость зависит от механического состава, содержания перегноя и оструктуренности почв. Интенсивность водопроницаемости почвы зависит от размера и количества пор. Легкие песчаные и супесчаные почвы, имеющие большое количество крупных пор, всегда отличаются высокой водопроницаемостью.

Водоудерживающая способность – это способность удерживать в своих порах воду. Для характеристики водоудерживающей способности почвы введено понятие ее влагоёмкости. Влагоёмкостью называют наибольшее количество воды, которое может удерживать почва с помощью тех или иных сил. Обычно она выражается в процентах от массы сухой почвы. Одним из факторов водоудерживающей способности почв является свойство почвенных частиц сорбировать на своей поверхности парообразную влагу. Такая способность почвы получила название гигроскопичности, а сама парообразная влага, удерживаемая на поверхности твердой фазы – гигроскопической.

Величина гигроскопической влажности зависит от удельной поверхности почвы, содержания в ней гумуса, состава обменных оснований и состава минералов. Чем выше влажность воздуха, тем больше гигроскопичность почвы. Гигроскопичность увеличивается с повышением гумусированности почвы и емкости поглощения катионов.

Максимальная гигроскопичная влажность (МГВ) – это наибольшее количество влаги, которое абсолютно сухая почва может поглотить из воздуха, почти полностью насыщенного парами (с относительной влажностью 100%). МГВ является очень важным показателем, так как с его помощью можно рассчитать влажность устойчивого завядания растений и соответственно запасы труднодоступной влаги в почве.

При относительной влажности воздуха более 80% сорбция водяных паров сопровождается конденсацией влаги на стыках между частицами почвы, что происходит из-за более низкой упругости водяного пара над вогнутой поверхностью. Поэтому почва, насыщенная до максимальной гигроскопической влажности, при соприкосновении с водой сохраняет способность притягивать ее новые порции. Такая влага, конденсированная на вогнутых поверхностях и удерживаемая почвой с меньшей силой, называется рыхлосвязанной водой.

Наибольшее количество прочносвязной влаги, которая может удерживаться на поверхности почвенных частиц с помощью сорбционных сил, характеризуется максимальной адсорбционной влагоёмкостью (МАВ). Этот вид влагоёмкости обычно на 30-40% меньше, чем максимальная гигроскопическая влажность.

Наибольшее количество рыхлосвязанной воды, которое почва может удержать с помощью сил молекулярного притяжения,называется максимальной молекулярной влагоёмкостью (ММВ). У песчаных почв ММВ не превышает 5-7%, а толщина плёнки вокруг почвенных частиц составляет несколько десятков молекул. У глинистых почв ММВ может достигать 25-30%, однако у них из-за меньшего диаметра пор пленка рыхлосвязанной воды может быть значительно тоньше.

Полной влагоёмкостью (ПВ) называется наибольшее количество воды, которое может поглотить почва при полном заполнении всех ее пор. В таком состоянии почва может находиться длительное время лишь в том случае, если влага в крупных некапиллярных порах подпирается снизу грунтовыми водами. Если этого не происходит, то гравитационные воды стекают под действием силы тяжести вниз. В этом случае почва переходит в состояние увлажнения, называемое наименьшей (НВ) или предельно-полевой влагоемкостью.

Наблюдается в горизонте грунтовых вод, а также при чрезмерном увлажнении ее поливными водами или дождями ливневого характера.

Оптимальной влажностью для большинства сельскохозяйственных растений условно принято считать влажность, приблизительно равную 50% полной влагоёмкости почвы.

Наименьшая (НВ) или предельно-полевая влагоёмкость (ППВ) – это наибольшее количество влаги, которое может удерживать почва после стекания гравитационной воды при отсутствии слоистости почвы и глубоком залегании грунтовых вод. В хорошо оструктуренных тяжелых почвах значение данного показателя составляет 30-35% от массы сухой почвы, в песчаных почвах – 10-15%.

Наибольшее количество капиллярно-подпертой влаги, которое может удержать почва над уровнем грунтовых вод называется капиллярной влагоёмкостью (КВ). Эта влагоемкость зависит от количества капиллярных пор и глубины залегания грунтовых вод. Чем ближе к почве располагаются грунтовые воды, тем выше ее капиллярная влагоемкость.

Все виды влагоёмкости зависят от механического состава, содержания перегноя, структурности почвы. Почвы глинистые, структурные, с более высоким содержанием перегноя более влагоёмки, чем почвы песчаные, супесчаные, где меньше перегноя, хуже структура и более легкий механический состав.

Водоподъемная способность – это свойство почвы поднимать влагу по капиллярным порам из нижних слоев в верхние. Наиболее интенсивно вода передвигается за счет капиллярных сил в порах, диаметр которых находится в пределах 0,1-0,003 мм. С увеличением диаметра пор скорость поднятия воды увеличивается, однако высота ее подъема падает. Поры, размер которых менее 0,003 мм, как правило, заполнены связанной пленочной влагой и в них высота и скорость подъема воды заметно снижаются. Вода в таких порах передвигается как пленочная. Капиллярные силы начинают проявляться в порах диаметром менее 8 мм. Наибольшей капиллярной силой обладают поры размером от 100 до 3 мкм( микрон).

Влажность почвы подразделяют на абсолютную и относительную.

Абсолютная влажность — это общее количество воды в почве, выраженное в процентах по отношению к массе почвы.

Относительная влажность — отношение абсолютной влажности данной почвы к ее предельно-полевой влагоемкости.

По относительной и абсолютной влажности почвы определяют доступность почвенной влаги культурным растениям.

Влажность завядания растений — влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, то есть это нижний предел доступности растениям влаги. Зная абсолютную влажность и влажность завядания растений, можно рассчитать запас продуктивной влаги.

Продуктивная (активная) влага — количество воды сверх влажности завядания, используемое растениями для создания урожая. Так, если абсолютная влажность данной почвы в пахотном слое составляет 43 %, а влажность завядания — 13 %, то запас продуктивной влаги равняется 30 %. Для удобства определения количество продуктивной влаги выражают в миллиметрах водяного столба. В таком виде продуктивную влагу легче сопоставлять с количеством осадков. Каждый миллиметр воды на площади 1 га соответствует 10 т воды.

Содержание воды в почве обычно определяют весовым методом: навеску почвы высушивают при температуре 100. 105 °С и в зависимости от потери в массе рассчитывают влажность в весовых или объемных процентах по отношению к сухой почве.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9942 – | 7563 – или читать все.

Добавить комментарий