Задание 5. Ознакомиться со следующими способами выражения величин влажности почвы

1. Влажность в процентах по массе почвы (W – массовая влажность) определяется по формуле:

, или ,

где а – масса влажной почвы;

b – масса абсолютно сухой почвы;

с – масса воды, удаленной высушиванием.

2. Влажность в процентах по объему почвы (е – объемная влажность) находится по формуле:

W_об. = W·d,

где d– объемная масса почвы.

3. Относительная влажность от влагоемкости почвы (ПВ, НВ, КВ и др.), выраженная в процентах:

,

где Z – влагоемкость почвы в массовых или объемных процентах.

В сельскохозяйственной практике необходимо знать не только общий запас влаги, но и запас продуктивной влаги в почве. Это можно сделать, если определить полевую влажность, наименьшую влагоемкость (НВ), влажность завядания и объемную массу почвы. По влажности на данный момент и НВ можно определить дефицит влаги в почве, рациональные нормы полива и промывные нормы.

Задание 6. Ознакомиться с определением запаса продуктивной влаги и дефицита влаги в почве и рассчитать их по горизонтам почвы, используя данные табл. 3.

Таблица 3

1.3. Водопроницаемость почвы

Под водопроницаемостью понимается способность почвы впитывать воду, проводить ее по горизонтам почвы и фильтровать.

Впитывание – последовательное заполнение свободных пор движущейся водой под действием градиента напора и менисковых сил, возникающих на границе смачивания.

Фильтрация – непрерывное движение гравитационной воды по заполненным водой порам под действием градиента напора.

Скорость впитывания и фильтрации зависит от механического и химического состава почвы, от структурности и плотности почвы (объемной массы), от пористости и влажности почвы. По скорости впитывания почвы можно разделить на сильноводопроницаемые, средневодопроницаемые, слабоводопроницаемые.

Сильноводопроницаемые почвы имеют скорость впитывания больше 0,15 м за первый час, средневодопроницаемые – 0,15–0,05 м, слабоводопроницаемые – меньше 0,05 м.

Задание 7. Определить динамику впитывания и фильтрации воды в почве.

В лабораторных условиях скорость впитывания и фильтрации определяют в стеклянных трубках высотой 15–20 см, нижний конец которых обмотан марлей. Трубки заполняют почвой, укрепляют в штативе над воронкой, сверху приливают воду или раствор солей (рис. 2).

Рис. 2. Установка для определения водопроницаемости почвы.

Для опыта используют водопроводную воду и растворы солей Na₂CO₃ или NaCl и CaCl₂. Концентрация солей для наглядности опыта 5 г/л.

Порядок проведения работы

1. Трубки набить почвой так, чтобы объемная масса ее была примерно равна 1,0–1,2 г/см³. Для получения равномерной плотности почвы в трубках их постукивают нижним концом о ладонь через каждые 3 см насыпки.

2. Набитые почвой трубки укрепить на штативе так, чтобы нижний конец их опирался на воронки. Под воронкой поставить чашечки для сбора профильтровавшейся воды.

3. Почву в трубках покрыть кружочком фильтровальной бумаги.

4. Заметить время начала опыта и приливать воду или растворы солей на почву сверху так, чтобы удержать до конца опыта напорный слой

2 см (по отметкам на трубках).

5. Отметить время промачивания и начала фильтрации (по появлению первой капли) и продолжать наблюдать за фильтрацией в течение часа, удерживая сверху постоянный напор воды 2 см.

6. Через каждые 10 мин (от начала фильтрации до появления первой капли) измерять объем профильтровавшейся воды над каждой трубкой при помощи мерного цилиндра. Провести шесть измерений для каждой почвы. Запись наблюдений вести по табл. 4.

Таблица 4

7. Для расчетов скорости и коэффициента фильтрации подготовить

табл. 5.

Таблица 5

8. Рассчитать скорость фильтрации воды для каждого 10-минутного интервала времени по формуле:

,

где U – скорость фильтрации, см/мин;

Q₁₀ – расход воды за каждые 10 мин, см³;

S – поперечное сечение, см²; t – время, мин.

9. Рассчитать общую скорость фильтрации за час и коэффициент фильтрации для каждой почвы по формулам:

,

где U – скорость фильтрации, см/мин;

Q – общий расход воды за час см³;

S – поперечное сечение, см²;

t – время, мин.

,

где J – градиент напора;

Н – напорный слой, см;

l – глубина промачивания, см.

,

где К_фил – коэффициент фильтрации, см/мин;

J – градиент напора.

Коэффициентом фильтрации (К_фил) называется скорость фильтрации при градиенте напора, равным единице.

9. По полученным данным построить кривые скорости фильтрации и проанализировать результаты опыта.

1.5. Капиллярное движение воды

и водоподъемная способность почвы

Движение воды внутри почвы по капиллярным порам под действием менисковых сил происходит в любых направлениях.

Особое значение имеет капиллярное поднятие воды в порах, например движение капиллярно-подвешенной влаги к корням растений. Над уровнем почвенных и грунтовых вод образуется слой, насыщенный капиллярно-подпертой влагой, который называют капиллярной каймой (КК). Высота КК характеризует водоподъемную способность почвы.

На высоту и скорость капиллярного поднятия воды влияют особенности строения, механический состав, агрегированность, температура, засоленность почв и воды, а также другие условия.

Капиллярное движение воды в почве имеет большое значение для обеспечения ею растений (если влага пресная), оно же может вызывать заболачивание, а также засоление почв при подъеме и испарении КК минерализованных грунтовых вод.

Задание 8. Определить высоту и скорость капиллярного поднятия воды в почвах.

Условия опыта такие же, как и при выполнении задания 7.

Порядок проведения работы

1. Стеклянные трубки, обвязанные с нижнего конца марлей, заполнить почвой при равномерном ее уплотнении.

2. Трубки с почвой закрепить на штативе вертикально. Снизу подавать воду или солевые растворы, которые наливать в стаканы до отметки.

3. Уровень поднятия воды отмечать по миллиметровой полоске бумаги, наклеенной на трубки, каждые 15 мин (в течение 1 ч

45 мин) и через сутки.

4. Запись наблюдений вести по табл. 6.

Таблица 6

5. Рассчитать скорости капиллярного подъема за каждый интервал времени и за сутки. Результаты записать в табл. 7.

Таблица 7

6. По результатам наблюдений построить графики высоты капиллярного поднятия воды и солей, скорости капиллярного поднятия.

Контрольные вопросы

1. Формы воды в почве и их доступность для растений.

2. Что такое воздушно-сухая и абсолютно сухая почва?

3. Назовите водные константы.

4. Влияние гумуса на влагоемкость почвы.

5. «Мертвый запас» и продуктивный влагозапас в почве.

6. Зависимость влажности завядания от механического состава почвы.

7. Что называется влагоемкостью почвы.

8. В чем отличие НВ от ПВ?

9. Влияние мехсостава на капиллярную влагоемкость.

10. Как зависит влагоемкость почвы от ее пористости?

11. Способы определения влажности почвы.

12. От чего зависит водопроницаемость почвы?

13. Что такое впитывание и фильтрация?

14. Что называется капиллярной каймой?

15. Влияние мехсостава и содержания гумуса на высоту капиллярного поднятия в почве.

16. Зависимость скорости и высоты капиллярного поднятия в почве от минерализации ГВ.

Поиск по сайту: