Кравченко М.С., Царенко О.М., Міщенко Ю.Г. та ін. Практикум із землеробства

Подождите немного. Документ загружается.

краї якого втискують

у ґрунт на глибину

1,5 – 2,0 см або при-

сипають зовні неве-

ликим шаром ґрунту

(рис. 10). Одночасно

встановлюють посу-

дину з лугом та ізо-

лятор у плоскодонну

посудину з міцним

розчином кухонної

солі для контрольно-

го холостого визна-

чення. Через 4 – 5 год ізолятори знімають, у посудину з розчи-

ном доливають 1 мл 20 % розчину барію хлориду (для

зв’язування увібраного СО

), перемішують, переносять у колби і

титрують до фенолфталеїну 0,1 н розчином НCl до зникнення

рожевого кольору. Титрування можна проводити безпосередньо в

чашках. Аналогічно визначають вміст СО

в контрольних посу-

динах.

Кількість виділеного СО

обчислюють за формулою

(

)

−

= ,

àbÊ

де

— кількість виділеного СО

, мг/м

•год;

— кількість 0,1 н

розчину HCl, що пішла на титрування лугу при холостому ви-

значенні, мл;

— те саме, в досліді, мл;

— коефіцієнт для пе-

реведення мілілітрів 0,1 н розчину лугу в міліграми СО

(

= 2,2);

— площа посудини ізолятора, м

;

— тривалість про-

ведення досліду, год.

Одночасно визначають вологість ґрунту та його температуру.

Записи ведуть за формою, наведеною в табл. 25.

Таблиця 25.

Визначення газообміну методом В.І. Штатнова

Дата _______________________

Кількість 0,1 н розчину лугу, залитого в чашки, мл ___________

Витрачено 0,1 н

розчину HCl на

титрування, мл

Варіант

досліду

Діа-

метр

ізоля-

тора

Площа

експо-

зиції,

Час

експо-

зиції,

год

конт-

роль

в досліді

Біологічна

активність

ґрунту,

ÑÎ

ìã ì ãîä

Рис. 10. Прилад для визначення кількості вуг-

лекислого газу, що виділяється з ґрунту

(метод В.І. Штатнова)

Розділ 3

МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ

СТІЙКОСТІ ¥РУНТІВ

ПРОТИ ЕРОЗІЇ

Ерозія

— це повне або часткове руйнування, пошкодження

поверхні ґрунту під впливом зовнішніх сил або процесів, які в

ньому відбуваються. Може відбуватися під дією фізичних, хіміч-

них, біологічних та інших факторів, а також внаслідок діяльнос-

ті людини. Найчастіше ерозія виникає через руйнування ґрунту

під впливом сили вітру — вітрова ерозія або води — водна еро-

зія.

Розрізняють також нормальну і прискорену ерозію.

Нормаль-

на

ерозія виникає на ґрунтах з природною рослинністю,

приско-

рена

— у степових та лісостепових, а також у гірських районах з

інтенсивним землеробством, найчастіше тоді, коли не проводять-

ся протиерозійні заходи.

3.1

ВІТРОВА ЕРОЗІЯ

Вітрова ерозія

— це повне або часткове руйнування орного

шару ґрунту під впливом вітру. Інколи цей процес називають

дефляцією

ґрунту

— видування повітряними потоками ґрунто-

вих агрегатів і механічних елементів з його поверхні. Прискоре-

на вітрова ерозія може бути місцевою і у вигляді пилових бур.

Місцева ерозія

виявляється на окремих полях або ділянках,

найчастіше на вітроударних схилах.

Пилові бурі

охоплюють зна-

чні території (в сотні й тисячі гектарів). При цьому за короткий

час ґрунт може бути повністю зруйнований вітром.

Руйнування ґрунтів за вітрової ерозії залежить від сили вітру,

структури й механічного складу ґрунту, вологості і стану його

поверхні, впливу людини на ґрунт тощо. Через те й основними

характеристиками ґрунту за стійкістю його проти вітрової ерозії

є: структура, механічний склад, вологість, водо- і вітростійкість

ґрунтових агрегатів.

Визначення вмісту в ґрунті ерозійно небезпечної фракції. На-

важку (0,5 – 2,0 кг) повітряно-сухого ґрунту просіюють ситом з

діаметром отворів 1 мм. При цьому ґрунт для аналізу готують

методом М.І. Савінова, як і для визначення структури. Стійкість

ґрунту проти вітрової ерозії характеризується відношенням маси

фракції з розміром частинок менше 1 мм до маси взятої для ана-

лізу наважки. Якщо відома маса зразка ґрунту

, взятого для

аналізу, і маса фракції з розміром частинок менше за 1 мм

, то

стійкість ґрунту проти вітрової ерозії

визначають за співвідно-

шенням

100

ÐÐ

−

=⋅ %.

Встановлено, що для припинення видування поверхневого

шару ґрунту в ньому має бути не більше 26 % фракцій з ерозійно

небезпечними розмірами частинок (< 1 мм). Для прискореного

просіювання ґрунту доцільно застосовувати ротаційне сито. Воно

складається з пустотілого циліндра, виготовленого з оцинкова-

ного заліза, всередину якого концентрично вставлений циліндр

з металевої сітки з отворами 1 мм. У нижній частині внутрішній

циліндр виступає із зовнішнього. У верхній частині сітчастий

циліндр закривають кришкою.

Підготовлений зразок ґрунту висипають у внутрішній (сітчас-

тий) циліндр, який закривають кришкою і приводять в коловий

рух. Агрегати розміром менше 1 мм проходять крізь отвори ци-

ліндричного сита і по стінках зовнішнього циліндра просувають-

ся вниз у ґрунтозбірник.

3.2

МЕТОДИ ОБЛІКУ

ЗНЕСЕНОГО ВІТРОМ ¥РУНТУ

Ґрунтові частинки за вітрової ерозії переносяться трьома

шляхами: перекочуванням або ковзанням по поверхні ґрунту;

переміщенням стрибкоподібно і перенесенням у завислому стані

повітрям. Відповідно до способів перенесення частинок розроб-

лено прилади для кількісного обліку знесеного вітром ґрунту.

Для обліку частинок, які

перекочуються

, найчастіше застосо-

вують вловлювачі.

Вловлювач-циліндр

— це металевий циліндр, який ставлять

так, щоб краї його були на одному рівні з поверхнею ґрунту (рис.

11,

Вловлювач-кювет

має вигляд довгого ящика з прямокутним

або трикутним поперечним перерізом (рис. 11,

–

Встановлюють вловлювачі краями на одному рівні з поверх-

нею ґрунту у видовжену канавку перпендикулярно до напрямку

вітру. Ґрунтові частинки, які пересуваються по поверхні ґрунту,

потрапляють у вловлювачі і осідають у них. Після припинення

пилової бурі або при зміні напрямку руху ґрунту вловлювачі

очищають від ґрунту і зважують. Знаючи площу вловлювачів і

масу ґрунту, який у них зібрався, визначають кількість знесеного

вітром ґрунту спочатку на площу вловлювача, а потім на 1 га в

тоннах або кубічних метрах.

Пиловловлювач О.К. Дюніна

(рис. 12) має вигляд аеродина-

мічного крила, в лавовій частині якого є щілина розміром 20 ×

× 100 мм. Всередині крила є місце для збирання пилу.

Прилад вдавлюють у ґрунт так, щоб нижній край щілини

збігався з поверхнею ґру-

нту, після чого на деякий

час відкривають щілину.

Дослідження проводять

при швидкості вітру (м/с)

7 – 8; 8 – 10; 10 – 14 і 14.

Час експозиції (с) — 15;

10; 7; 5.

Рис. 11. Вловлювачі ґрунту:

— вловлювач-циліндр;

–

— вловлювачі-кювети

Рис. 12. Пиловлювлювач О.К. Дюніна

Зібраний у пиловловлювачі ґрунт зважують, перераховують

на площу приймальної щілини і на 1 га ріллі з урахуванням

тривалості експозиції приладу і пилової бурі.

Метод обліку знесеного ґрунту за допомогою вловлювачів дає

значно занижені результати, оскільки багато ґрунту переміщу-

ється стрибкоподібно і перебуває в завислому стані, тому не вра-

ховується. Точніші дані можна отримати при використанні при-

ладів, які вловлюють ґрунтові частинки, що пересуваються всіма

трьома способами. Один з таких приладів —

пиловловлювач

І.В. Годунова

. Він складається з металевого циліндра-

пиловловлювача, який може повертатися залежно від напрямку

вітру, нерухомого пилозбірника (вловлювача) і флюгера. Пило-

вловлювач має з одного боку приймальну щілину розміром

30 × 150 мм, а з другого — вихідне вікно 80 × 130 мм, закрите

густою металевою сіткою. Зверху у пилозбірника є опорна плас-

тинка, а в центрі — стрижень, на який насаджується трубчаста

вісь пиловловлювача.

Прилад встановлюють у викопане в ґрунті заглиблення так,

щоб опорна пластинка пилозбірника прилягала до поверхні ґру-

нту. Після припинення пилової бурі або через певний проміжок

часу (один чи кілька разів на добу) пилозбірник очищають від

ґрунту, який зібрався в ньому, зважують його і перераховують

спочатку на площу пилоприймаль-

ної щілини, а потім на 1 га, вира-

жаючи кількість знесеного ґрунту в

тоннах або метрах кубічних на 1 га

за весь період тривалості пилової

бурі або за певний проміжок часу

(годину, день і т.д.).

Пилопісковловлювач УПЗ-50

може вловлювати ґрунтові частин-

ки, що рухаються в шарі повітря 50

см завтовшки (рис. 13). Складаєть-

ся з корпусу пиловловлювача

флюгера

, резервуара

, штативу з

трубчатою віссю і стрижнем, який

може обертатися. У верхній частині

пиловловлювача є ежекторні отво-

ри.

Пиловловлювач виконаний у ви-

гляді щілини розміром 1 × 50 см,

Рис. 13. Пиловловлювач

УПЗ-50

яка розділена на п’ять рівних частин, що переходять у п’ять пря-

мокутних каналів. До кожної частини прикріплені пластинки, які

змінюють напрямок руху пилових частинок. Останні збираються

окремо по кожній секції в мішечки або пробірки. Тобто облік вло-

влених частинок ґрунту здійснюється пошарово через кожні 10 см.

Стрижневий метод (метод репарів)

розроблений О.К. Ки-

сильовим на кафедрі землеробства і методики дослідної справи

ТСГА. Його можна використовувати для обліку знесеного або

нанесеного ґрунту в дослідах, які не потребують дуже точних по-

рівнянь. Суть методу полягає в тому, що на облікових майдан-

чиках вбивають в ґрунт металеві стрижні з поділками через ко-

жний 1 мм і відмічають, на яку глибину був забитий стрижень.

Після припинення вітрової ерозії заміряють товщину шару зне-

сеного або нанесеного ґрунту.

Знаючи шар знесеного (нанесеного) ґрунту з одиниці площі і

його об’ємну масу, можна перерахувати знесення (нанесення) в

тоннах або метрах кубічних з гектара.

3.3

ВОДНА ЕРОЗІЯ

Повне або часткове руйнування орного шару ґрунту під дією

води називається

водною ерозією.

Талі й дощові води змивають

родючий шар ґрунту і виносять з нього багато поживних речо-

вин, мінеральних добрив та пестицидів, чим завдають великої

шкоди сільськогосподарському виробництву.

3.3.1

Методи обліêó рідêоãо

і твердоãо стоêó

Найпоширенішим є

метод стокових майданчиків

, запропоно-

ваний С. С. Соболєвим.

Стоковий майданчик

(рис. 14) — це ділянка на схилі, яка має

певні довжину та ширину й ізольована від іншої частини схилу

земляними валами, дерев’яними або металевими щитами. Для

обліку твердого стоку внизу майданчика споруджують відстій-

ники (де осідають грубі наноси), водозливи (на яких враховують

загальний стік води) і розділювальний лотік, який відводить не-

велику, визначену частину потоку води із завислими в ній час-

тинками ґрунту у спеціальний приймач.

Масу змитих

частинок (грубий

нанос) визнача-

ють зважуванням.

Для цього від-

стійники очища-

ють від ґрунту пі-

сля кожного дощу

або танення снігу.

Якщо відома

маса посудини з

водою і ґрунтом

´.в

, маса порож-

ньої посудини

маса посудини з

водою

і об’ємна

маса твердої фази

, то різниця

´.в

–

є масою абсолютно сухого ґрунту в посудині

за міну-

сом маси води

, яка міститься в ґрунті за умови заповнення

всіх його пор водою:

−=−

´.â â ´ 1

ÐÐÐ.

Об’єм твердої фази ґрунту

можна визначити за методикою

“Визначення будови орного шару ґрунту пікнометричним мето-

дом”. Знаючи, що маса тіла дорівнює добутку об’єму на його пи-

тому масу, знайдемо:

´ò

,ÐVD а

1â

VD=

де

— об’єм твердої фази ґрунту, що дорівнює об’єму води;

—

густина води.

Підставивши ці значення у наведену вище рівність, матимемо:

−= −

´.â â ò â

,ÐÐVDVD

звідси

−= −

´.â â ò â

(),ÐÐVDD

тоді

−

´.â â

òâ

Рис. 14. Стоковий майданчик:

— стоковий майданчик;

— вловлювальні кана-

ви;

— загороджувальні канави;

— відстійники;

— водовідливи;

— розділювальний лоток;

—

водозбірна посудина

Оскільки густина води

за температури 4 °С дорівнює

1 г/см

, формула для визначення об’єму твердої фази ґрунту на-

буде вигляду

−

´.â â

Маса змитого ґрунту в даному зразку

DV=

Підставивши значення

в цю формулу одержимо

()

=−⋅

−

ç´.ââ

ÐÐ Ð

Крім того, обчислюють такі показники:

Масу ґрунту, змитого із стокового майданчика

. Якщо в

об’ємі розділювального лотока

см

міститься

г сухого ґрунту,

то в загальному об’ємі стоку

см

міститиметься

г твердого

стоку (сухого ґрунту). Звідси

= (г).

Загальну масу змитого ґрунту з облікової площі

´.п

. Вона

дорівнює масі ґрунту у відстійниках

´.вс

плюс маса ґрунту, зми-

того рідким стоком

´.ï ´.âñ

ÐÐ

Масу ґрунту, змитого з 1 га ріллі

. Якщо з облікового май-

данчика

було змито

´.п

г (кг) ґрунту, то з 1 га ріллі

буде

змито

´.г

ґрунту. Звідси

´.ï

´.ã

SÐ

Розрахунки можна здійснити й іншим методом. Для цього із

загального стоку води з ґрунту відбирають зразок певного об’єму

(наприклад, 1 л), фільтрують і залишок на фільтрі висушують і

зважують. Якщо відомий загальний стік води і ґрунту

з обліко-

вого майданчика, об’єм зразка, взятого для аналізу,

і маса су-

хого ґрунту в зразку

, твердий змив

AÑ

Твердий змив на 1 га ріллі перераховують описаним вище ме-

тодом.

Метод В. П. Козлова

використовують для вивчення зливової

ерозії ґрунту в модельних дослідах. При цьому на поверхні ґрун-

ту за допомогою металевих або дерев’яних пластин огороджують

з усіх боків стічний майданчик розміром 50

× 50 см на відстані

25 – 30 см. Від майданчика в ґрунті викопують заглиблення і

встановлюють у нього приймач поплавкового типу для збирання

рідини з покажчиком кількості зібраної води. Відстань між стіч-

ним майданчиком і приймачем закривають металевим листом у

вигляді трикутника з вершиною, яка входить у вікно приймача.

Для підрахунку кількості опадів, які випали на майданчик, на

нього встановлюють чотири мікродощоміри. В роботі застосову-

ють садовий обприскувач типу “Автомакс” із насадкою з отвором

1 мм.

Роботу виконують у такій послідовності. Оприскувач заправ-

ляють водою і з відстані 2 м від стічного майданчика направля-

ють струмінь води вгору так, щоб вода падала у вигляді дощу.

Дощування триває 10 хв, при цьому тиск в обприскувачі підтри-

мується постійним (760 мм рт. ст.).

Частина води стікає з майданчика, захоплюючи з собою час-

тинки ґрунту. Продукти руйнування ґрунту потрапляють у при-

ймач, звідти їх вибирають разом з водою, фільтрують, сушать і

зважують.

Метод шпильок

запропонований Г.А. Балян і Л.Г. Рамен-

ським для вимірювання змиву і намиву ґрунту. Суть його в тому,

що в багатьох точках на ділянці по схилу в ґрунт втикають відрі-

зки тонкого, але міцного залізного дроту на глибину 8 см, так

щоб вони виступали над поверхнею ґрунту на 20 мм. Після дощу

(або штучного дощування) заміряють частину дроту, яка висту-

пає над поверхнею ґрунту, і визначають величину змиву або на-

миву ґрунту (м

/га; т/га) з урахуванням його щільності.

3.3.2

Обліê змивó ´рóнтó

за об’ємом водориїн

Уздовж схилу закладають пронівельований профіль так, щоб

він перетинав горизонти по можливості під прямим кутом. На

ньому закладають облікові майданчики 1 м завширшки і 25 –

100 м завдовжки довгими сторонами вздовж горизонталей (пер-

пендикулярно до напрямку

схилу) так, щоб вони охоп-

лювали всі частини схилу.

Відстань між обліковими

майданчиками на рівних

(однорідних) схилах 50 м, на

перегинах схилів 20 – 25 м.

На виділених майданчи-

ках після танення снігу і си-

льних злив вимірюють гли-

бину

і ширину

кожної

промоїни (водориїни) з точністю до 0,5 см (рис. 15). Розраховують

площу поперечного перерізу водориїни і об’єм змитого ґрунту (на

обліковій довжині промоїни). При цьому обчислюють:

Об’єм змитого ґрунту V

на кожному обліковому профілі:

(см

де

— довжина водориїни на обліковому профілі, м (в даному

випадку

= 1 м, як і ширина облікового профілю). Якщо, напри-

клад при замірі (водориїни) на першому і другому облікових

профілях отримано

= 12 см;

= 11 см;

= 5 см;

= 7 см, то

об’єм змитого на облікових профілях ґрунту

⋅

==⋅=

15 5

100 3750

см

;

11 7

100 3850

⋅

=⋅= см

Об’єм змитого ґрунту між двома сусідніми профілями

за

формулою

де

— відстань між першим і другим обліковими профілями, в

нашому випадку приймемо 25 м. Тоді

3750 3850

25 95 000

=⋅=

см

Об’єм змитого ґрунту між профілями визначають по кожній

водориїні, а загальний змив ґрунту з облікової площі — як суму

площ між усіма обліковими профілями. Добуті результати пере-

раховують на 1 га ріллі в метрах квадратних або тоннах.

Рис. 15. Схема замірів водориїн