Определение водно-физических свойств почв

Влажность устойчивого завядания.В период роста и развития растений часто наблюдается их завядание из-за острого дефицита воды в почве, запасы которой равны влажности устойчивого завядания, когда потребление влаги из почвы для растений становится практически невозможным. Следовательно, запасы доступной для растений воды не могут быть определены, если неизвестна влажность устойчивого завядания.

"В производственных опытах для расчета можно использовать метод определения влажности устойчивого завядания по максимальной гигроскопичности, при котором влажность завядания, или коэффициент завядания, принимается равным приблизительно 1,34 максимальной гигроскопичности. Так, если ее показатель для средних суглинков составляет 5-6% массы сухой почвы, ориентировочную влажность устойчивого завядания для данной почвы можно найти умножением показателя на коэффициент 1,34; она составит 6,7-8%, что служит границей (пределом) запаса доступной растениям влаги.

Влагоемкость почвы – способность почвы впитывать и удерживать воду. Практический интерес в опытной работе представляют три вида ее: наименьшая (полевая), капиллярная и полная, или водовместимость.

Полевая влагоемкость – наибольшее количество капиллярно-подвижной воды, которое может удержать почва менисковыми или капиллярными силами сцепления после стекания всей гравитационной воды. Для ее определения на опытном поле подбирают выровненную площадку размером 1× 1 м². На ней проводят рыхление вручную, имитируя обработку почвы под испытываемую культуру. Площадку огораживают насыпными валиками высотой 30-40 см и шириной 40-50 см. Для установления количества воды, потребного для заливки площадки на заданную глубину до полевой влагоемкости, проводят предварительный расчет объемной и удельной массы, влажности и скважности почвы. Эти показатели определяют по общепринятым методам, используя образцы почвы, взятые вблизи заливаемой площадки.

Рассчитанное количество воды постепенно подают на площадку, поддерживая при этом уровень напора воды высотой 5-6 см. После впитывания влаги в почву площадку закрывают полиэтиленовой пленкой и соломой для предохранения испарения влаги. Для установления равновесного состояния влажности по профилю почву в таком виде выдерживают: песчаную и супесчаную – сутки, суглинистую – двое-трое суток и глинистую – трое-четверо суток. Затем проводят послойное определение влажности, величина которой характеризует полевую влагоемкость. Оценивают ее по соотношению со скважностью почвы. Так, полевую влагоемкость 70-80% показателя скважности принято считать благоприятной для роста и развития растений, 80-90% – менее благоприятной и свыше 90% – неудовлетворительной.

Капиллярная влагоемкость – максимальное количество капиллярно-подпертой снизу воды, содержащейся в капиллярных промежутках почвы, выражают в процентах от массы или объема почвы. Величина ее зависит от крупности пор, механического и агрегатного состава, плотности, а также уровня стояния грунтовых вод, капиллярно поднимающихся к верхним слоям почвы.

Для получения данных о капиллярной влагоемкости берут шесть - восемь образцов почвы с ненарушенным строением. Послойный отбор их проводят буром с вставными стальными патронами (цилиндры 200-500 см³) с плотно закрывающимися крышками. Перед насыщением их водой нижнее дно закрывают металлической крышкой с сеткой и вложенным кружком фильтровальной бумаги (можно использовать фильтровальную бумагу, марлю, вату и т. д.). После взвешивания патроны ставят в ванночку с водой, при этом концы марли или фильтровальной бумаги должны быть опущены в воду, что обеспечивает непрерывный подток воды снизу. Обычно через четыре-пять дней происходит капиллярное насыщение почвы. После того как масса патронов станет постоянной, их взвешивают.

Скважность (порозность) почвы, суммарный объем всех почвенных пор, заполненных водой и воздухом, характеризует величину по л ной полевой влагоемко с т и и величину воздухоемкости. Воздухоемкость вычисляют по разности между общей скважностью и влажностью почвы, выраженной в объемных процентах.

Водопроницаемость – способность почвы впитывать и пропускать через себя воду (под влиянием силы тяжести), поступающую с поверхности. Величина этого показателя зависит от химического и механического состава почвы, структуры, плотности, влажности и ряда других факторов, она имеет значение для агрономической оценки почв и мелиоративных работ.

При поступлении воды с поверхности вглубь почвы водопроницаемость характеризуют двумя фазами: впитыванием (насыщение влагой почвы) и фильтрацией (просачивание влаги в нижние горизонты почвы).

В полевых условиях определение водопроницаемости проводят методом заливки. Для этого на опытном поле выбирают наиболее типичную площадку и врезают в почву на глубину 6-10 см металлическую раму площадью 25 × 25 см. С внешней стороны ее врезают вторую раму 50 × 50 см; высота стен рам – 20-25 см. Забивают их молотком, ударяя по доске, положенной на раму. Почву снаружи и внутри у стенок рам уплотняют. Затем в обе площадки заливают воду, поддерживая ее постоянный уровень 5 см. Уровень впитывания и количество подливаемой воды определяют при помощи линейки, укрепленной во внутренней раме: учет начинают через 2–3 мин после начала опыта, затем – через каждые 5-10 мин. Интервалы наблюдений могут быть увеличены до 30 мин и даже 1 ч. Одновременно определяют температуру воды. Примерный срок наблюдения: на песчаных и супесчаных почвах – 2-3 ч; на суглинистых – 4-6 и на глинистых – 8-10 ч.

Высота столба воды, которая поступает сверху вниз по толщине почвы за единицу времени, указывает на скорость впитывания и фильтрации.

Чаще всего лабораторные исследования являются сопутствующими при широких агрономических исследованиях.