Тихоненко Д.Г., Дегтярьов В.В. та ін. Практикум з грунтознавства

Подождите немного. Документ загружается.

изначення вологост

та основних водних характеристик ґр

нт

ів

Визначення вологості ґрунт

У ґрунті завжди міститься волога, кількість якої постійно змінюється

у часі. Зміни ці залежать від співвідношення процесів надходження води

у ґрунт з атмосферними опадами, поливними та ґрунтовими водами

витрачання її з ґр

нт

внаслідок фізичного випаров

вання, транспіра-

ції, стоку тощо. Інтенсивність даних процесів залежить від кліматичних

мов, пори рок

, рельєф

місцевості, стан

розвитк

рослин, виробничої

діяльності людини. Крім того, вміст вологи залежить і від властивостей

амого ґр

нт

— гран

лометричного та хімічного склад

, стр

кт

рності,

щільності, пористості, вмісту органічних речовин та колоїдів, стану його

пове

хні, вологоємності, водоп

оникності, водопідйомної здатності.

ід в

гі

розуміють вміст води у ґрунті в даний момент часу

рунтова волога — практично єдине джерело водозабезпечення на-

земних рослин. Від наявності її

ґр

нті залежить ефективність добрив

хімічних меліорантів, час проведення та якість обробітку, строки сівби

та поливів, і, як наслідок, прод

ктивність

гідь, л

ків і пасовищ. Том

ивчення режиму вологості та розробка заходів його регулювання сто-

овно різних ґр

нтів є невід’ємною частиною ґр

нтово-генетичних, аг-

рономічних і екологічних досліджень.

Для визначення вологості ґрунту використовують прямі і непрямі ме-

тод

Найбільш поширеним, доступним і точним є ваговий метод, який

базується на висушуванні ґрунтового зразка в стандартних умовах. Нині

додатково застосов

ють вагоміри-тензіометри, прилади з нейтронним

ип

омінюванням та ін

У даном

методі кількість води

ґр

нті визначають за зменшенням

маси вологого ґрунту при висушуванні його при температурі 10

про-

тягом 6—10 годин. Метод широко застосов

ють при вивченні динаміки

місту польової вологи у ґрунті, а також у лабораторних дослідженнях

(

для розрахунку абсолютно сухої наважки, кількості води яку доливають

при приготуванні витяжок з свіжих зразків ґрунту, тощо).

Для визначення польової вологості зразки ґрунту найчастіше відби-

рають з свердловин за допомогою б

ра. При цьом

потрібно дотрим

ва-

тись відповідних п

авил:

одн

проб

не повинен потрапляти ґр

нт з різних (с

міжних)

горизонтів, які різняться за гранулометричним та хімічним скла-

дом

;

ідібрані зразки потрібно негайно герметизувати, якнайшвидше

доставити в лабо

ато

ію і зважити;

для меншого порушення рослин і ґрунту, при відборі зразків тре-

а застосувати настили з дошок, рейок і т. п.

•

агальне ґр

нтознавств

152

алежно від завдання досліджень визначення вологості ґрунту здій-

нюють по генетичних горизонтах, окремих частинах орного шар

на глибину коренемісного шару (1—2 м): при ґрунтово-меліоративних

дослідженнях — до глибини підґр

нтових вод; при глибоком

їх заля-

ганні — до 3 м. Визначення проводять за фазами розвитку рослин або

у строки проведення агротехнічних заходів. В орному шарі повторність

изначення 5 — кратна, до 1 м — 3-кратна, до 2 м — 2-кратна, гли

ше

2 м — однок

атна.

ідбір зразків здійснюють бурами різних конструкцій (Ізмаільсько-

го, Качинського, Некрасова, Смертіна, Розанова та ін.). З бурів сучасних

констр

кцій, які вип

скаються серійно, найпоширеніший б

р ґр

нтовий

Г-50. Він складається з штанги, рухомої рукоятки і має два змінних

циліндри діаметром 50 мм: один відкритий зниз

— для важких ґр

нтів

(

суглинки та глини); другий — закритий (в якому лопаті знизу перехо-

дять у коротку спіраль) — для сипучих (піщаних та супіщаних) ґрунтів.

Робоча глибина буріння у БГ-50 становить 160 см

еред початком роботи рукоятку закріплюють на штанзі на потріб-

ній висоті. Бур встановлюють на ґрунт вертикально і обертають рукоят-

кою за ходом стрілки годинника, вдавлюючи у ґрунт. При цьому стежать

за глибиною його зан

рення за позначками, які нанесені на б

рі через 5

або 10 см. Проби ґрунту беруть пошарово (0—5, 5—10, 10—20, 20—

30 см і т. д.), в мір

заповнення б

р виймають із свердловини, швид-

ко ножем обчищають його поверхню і вибирають зразок на фанеру або

широку дошку. Зразок швидко перемішують і відбирають пробу у зазда-

егідь зважений бюкс, заповнюючи його на 2/3 об’єму. Ґрунт у бюксі

злегка ущільнюють, щоб зменшити його прилипання до кришки і втрати

при відкриванні. Бюкс закривають, записують його номер до польового

журналу і ставлять у спеціальний ящик, слідкуючи щоб він (ящик) не

нагрівався надмірно на сонці

ісля закінчення буріння свердловину засипають і ретельно утрам-

бов

ють

ній ґр

нт. Ящики з бюксами, заповненими ґр

нтом, доставля-

ть у лабораторію, стежачи щоб їх кришки були зверху. За таких умов

ґрунт не прилипає до кришок

ід роботи.

оставлені в лабораторію бюкси з ґрунтом розставляють

на столі по порядку, кожний бюкс обтирають, відкривають, часточки

ґрунту, які прилипли до кришки, струшують у бюкс, кришку перевер-

ають, встановлюють у неї бюкс і зважують на технохімічних терезах

з точністю до 0

01 г

важені бюкси з ґрунтом ставлять для висушування в сушильну

шаф

, знявши з них кришки та надівши їх на дно бюксів. Вис

ван-

ня ґрунту проводять при температурі 104—105

протягом шести го-

дин. Бюкси з висушеним ґрунтом накривають кришками, охолоджують

153

изначення вологост

та основних водних характеристик ґр

нт

ів

ексикаторах і зважують. Результати записують і знову ставлять бюк-

и для вис

вання на дві години. Якщо маса бюксів після повторного

исушування відхиляється від початкової більше ніж на 0,01 г, то бюкси

знов

ставлять в с

шильн

шаф

і с

шать до тих пір, поки різниця в масі

уде менше 0,01 г

ологість обчислюють у відсотках на наважку абсолютно сухого

ґрунту.

100

АВ

ВБ

грунтуВологість ⋅

−

=(%)

(

А — маса пустого, заздалегідь попередньо висушеного бюкса, г; Б — маса

юкса з вологим ґрунтом, г; В — маса

юкса з а

солютно сухим ґрунтом,

; В–А — наважка абсолютно с

хого ґр

нт

, г; Б–В — кількість води в на-

ажці, г

оефіцієнт перерахунку результатів аналізу вологого ґрунту на сухий

изначають за формулою

100

100 W

де W — вологість у відсотках від маси сухого ґрунту

Для розрахунку сухого ґрунту (

(

) за масою вологого ґрунту (

(

)

та

ологості

(

%) користуються формулою:

⋅

100

ри порівнянні вологості ґр

нтів з різною щільністю, вміст вологи

них розраховують у відсотках від об’єму ґрунту. Тоді розрахунки ве-

ть за такою форм

лою

= W

· d

де

— вологість у відсотках від об’єму ґрунту;

— щільність ґрунту, г/см

;

— вологість у відсотках від маси ґрунту

У зв’язк

з тим, що опади вимірюються в міліметрах водного стовпа,

доцільно запаси води у ґрунті виражати в тих же одиницях. Для цього

розрахунки ведуть за формулою

мм

= 0

· W · h · d

де

— вологість у відсотках від маси ґрунту;

— гли

ина шару ґрунту,

яком

визначають запас вологи, см

;

— щільність ґрунту, г/см

У агрономічній практиці запаси вологи у ґрунті виражають у тон-

нах або к

бічних метрах на 1 га. У таких випадках величини вологості

міліметрах множать на коефіцієнт 10

агальне ґр

нтознавств

154

т/

га

· W

мм

оли потрібно знати, до якої міри ґрунт насичений водою, або порів-

няти вміст вологи у ґрунтах з різною вологоємністю застосовують по-

казник відносної вологості. Ві

носна вологіст

— це відношення вміс-

у вологи в даний момент часу до кількості води, яка насичує ґрунт до

найменшої вологоємкості. Так, якщо в даний момент вологість ґр

нт

тановить

(

), а найменша вологоємність (

НВ

(

)

, то відносна вологість

де дорівнювати

⋅

100

відн.

а показниками відносної вологості встановлюють ступінь забезпе-

ення рослин водою в певний період часу. Відомо, що оптимум вологості

для нормального рост

і розвитк

різних гр

п сільськогосподарських

культур неоднаковий. Так, для ярих зернових, зернобобових, картоплі

дзи він становить 70—80%, для озимих пшениці і жита, ячме-

ню, цукрових буряків та соняшнику — 60—70%, а тамарикс і люцерна

добре ростуть при зволоженні близько 60% від найменшої вологоєм-

кості ґрунту. При вирощуванні рису необхідне повне затоплення ґрунту

(

табл. 42

42. Оптимум зволоження ґрунту для різних рослин (за В. Ф. Валь

овим

)

Вміст води в ґр

нті, % від НВ

>100

100

—8

—7

—

Ри

М’ята перцев

Огірки

ай

артопля

Гр

ечка

апуст

Ко

шина

вес

укурудз

оя

укровий

уря

шениця

ит

Ячмінь

оняшник

Тама

икс

Люцерна

рганолептичний метод визначення вологості ґрунт

У аг

ономічній п

актиці часто виникає пот

еба те

мінового визна-

ення вологості ґр

нт

безпосередньо в польових

мовах. При відс

т-

ності спеціального обладнання визначають вологість органолептично,

корист

ючись шкалою С. В. Астахова (табл. 43). В даном

методі ґр

нт

ипробують на дотик і здатність скочуватися в кульку і шнур

155

изначення вологост

та основних водних характеристик ґр

нт

ів

43. Шкала віз

ального визначення вологості ґр

нт

Ґрун

Орієнтовний вміст вологи, % від маси абсолютно с

хого ґр

нт

5—

—

5—

гк

углин-

ви

нт вологий;

гр

дки форм

ться до

бр

е;

кулька фор-

мується,

але при натис-

канні розси-

па

ть

нт сирий; гр

д-

ки міцні; к

лька

форм

ється,

але п

и натисканні

егко розсипаєть-

я; коротки

шнур

утворюється

утрудненням

рунт мокрий;

грудки здатні

іпитися

шнур довги

егко подріб-

ює

ть

я на

коротші шн

ри

рунт тече

просочується

між паль

ям

еред-

ньо-суг-

инк

ви

рунт слабо

ологи

; грудки

кулька фор-

муються до

ре;

при скачуванні

кульки шнур не

творюється

рунт вологий;

формуються міцні

грудки

;

при скачу-

анні утворюють-

я короткі шнури

рунт сирий,

грудки здатні

добре ліпити-

я, при скачу-

анні кульки

утворюється

довги

шн

ур

рунт вологий;

грудки здатні

добре ліпити-

;

шнур дов-

гий

міцний

ажк

су

глин-

ви

та

гли-

ни

ти

рунт сухий;

грудки в руці

формуються

погано

;

шнур

при скачуванні

розсипається

рунт вологий;

гр

дки форм

ють-

я до

ре; шн

при скач

ванні

под

ібнюється

рунт вологий;

грудки міцні,

при скачу-

анні кульки

утворюються

короткі шнури

рунт мокрий,

грудки здатні

іпитися

кулька міцна;

шнур довги

мі

ний

метою застос

вання проведення обробітк

, оцінк

вологості ґр

н-

ту рекомендується проводити за шкалою Гідрометслужби України

(

табл. 44). Але слід пам’ятати, що органолептичний метод дає лише

приблизні дані хоч і досить широко застосовується в агрономічній

актиці

Для одержання вірогідних даних про вміст вологи у ґрунті слід за-

тосовувати стандартний ваговий, або сучасні інструментальні експрес-

тоди

изначення вм

сту г

гроскоп

чно

вологи у ґрунт

нт, як і б

дь-яка дисперсна система, характериз

ється гігроскопіч-

ністю, тобто здатністю вбирати (адсорбувати на поверхні своїх часток)

пароподібн

волог

з повітря, яке до нього прилягає. Адсорбована ґр

н-

том пароподібна волога називається

ігроскопічною водо

Вмі

т її

у ґрунті залежить, в першу чергу, від гранулометричного та хімічного

агальне ґр

нтознавств

156

кладу ґрунту (ступінь подрібнення, кількість та якість колоїдів — гли-

ни, гумусу тощо), а також від відносної вологості повітря. Чим вище

дисперсність ґрунту, чим більше у ньому органо-мінеральних колоїдів,

им вище їх гідрофільність, тим вище гігроскопічність. З іншого боку,

им вище відносна вологість повітря, тим більше у ґрунті гігроскопіч-

ної води. Щоб мати порівняльні дані аналізів, необхідно перерахувати їх

44. Шкала оцінки ст

пеня зволоження ґр

нт

Оц

нка ступе

ня

ння

рунт

Орієнтовні

ЗПВ

шарі

0—10 см

мм

тан ґрунт

акте

истика

оботи техніки

і стан

ослин

адмі

но

ни

>30

Текучи

ольові роботи майже немож-

иві. Машини гр

зн

ть

ґр

нті;

ослини ст

аждають від надмі

ної кількості во

уже

ни

—2

Липки

ольові роботи затрудняються,

бробіток потребує значних тя-

ових зусиль, ґрунт прилипає до

полиці плуга та коліс, сошники

івалок залипають, рослини

рост

ть задовільно

бр

ни

—1

М’як

-пла

тични

бробіток ґр

нт

ведеться

з максимальною прод

ктивні-

тю, якість

оботи відмінна, для

рослин і обробітк

ґр

нт

даний

тупінь зволоження найбільш

приятливи

ла

ни

12—

Твердо-плас-

тичний

бробіток ґрунту потребує

значних тягових зусиль, ал

дає

задовільні рез

льтати, рослини

за

овільно забезпечені во

ухий

Тве

ди

о сипучий

линистий ґрунт при обробітку

ідколюється брилами по трі-

щинах, інколи плуг не входить

у ґрунт; обробіток потребує

значних тягових зусиль

;

при оранці піщаного ґр

нт

ки

озсипається але не о

ається; рослини відч

вають

нестачу води

157

изначення вологост

та основних водних характеристик ґр

нт

ів

на абсолютно с

наважк

ґр

нт

, а для цього треба знати вміст гігро-

копічної води. Найбільш поширеним методом визначення кількості

гігроскопічної вологи є вис

вання повітряно с

хого ґр

нт

в с

шиль-

ній шафі при температурі 100—10

до абсолютно сухого стану

Хі

оботи.

кляні бюкси висушують в сушильній шафі протягом

трьох годин при температурі 105

і зважують. На аналітичних терезах

ідважують у бюкси близько 5 г повітряно сухого ґрунту. Бюкси з ґрун-

том ставлять до с

шильної шафи на верхню полицю ближче до термо-

метра (бо в сушильній шафі температура розподіляється нерівномірно),

ідкривають кришки і клад

ть їх на бюкс або поряд з ним. Ґр

нт ви-

ушують протягом п’яти-шести годин при температурі 100—10

. За

допомогою щипців з г

мовими наконечниками бюкси швидко перено-

ять із сушильної шафи у ексикатор, закривають кришки і охолоджують

протягом 30—60 хв. Охолоджені бюкси з ґрунтом зважують. При цьому

кришки повинні бути закриті, бо абсолютно сухий ґрунт сильно вбирає

ологу з повітря і знову стає повітряно сухим. Вміст гігроскопічної во-

логи (

%) обчислюють за форм

лою

bа

100)( ⋅−

(

— маса бюкса з повітряно сухим ґрунтом (до висушування),

;

—

ма

бюкса з абсолютно сухим ґрунтом (після висушування),

;

— наважка

повітряно с

хого ґр

нт

(різниця між масою бюкса з повітряно-с

хим ґр

н-

ом та масою пустого бюкса),

)

Ри

с.

Розміщення скляних бюксів у сушильній шафі (

)

а спосіб переносу їх у ексикатор

(б

)

агальне ґрунтознавств

изначення вмісту гігроскопічної вологи проводять не тільки для пе-

рерахунку на абсолютно сухий ґрунт, а і для характеристики ґрунту за

містом гігроскопічної води. В цьом

разі процент гігроскопічної воло-

ги обчислюють на 100 г не повітряно сухого, а абсолютно сухого ґрунту,

обто

вище наведеній форм

лі

— наважка а

солютно с

хого ґр

нт

(

різниця між масою бюкса з абсолютно сухим ґрунтом і масою пустого

бюкса

ерерахунок результатів різних аналізів повітряно сухого ґрунту

на абсолютно сухий ґрунт здійснюють множенням взятої для аналізу

повітряно сухої наважки на коефіцієнт гігроскопічності:

(коефіцієнт

гігроскопічності визначають за формулою

)100(

100

−

— процент гігроскопічної вологи, перерахований на наважку повітряно су-

ого ґр

нт

)

Для зручності розрахунків слід користуватися таблицею:

№

зраз-

ка

№

бю

к-

са

Ма

поро

нь

юкса

Ма

бю

рунтом

до

ви

ушу-

ння

Ма

бю

з ґрунтом

після вис

у-

вання,

Ма

ги

Ма

бсо

о с

хого

нт

Гігрос

ко

пічна

волога

Кг

изначення максимально

гроскоп

чност

ґр

нт

Максимальна гігроскопічність (МГ

)

— це найбільша кількість во-

оги, яку сухий ґрунт може увібрати з повітря, майже повністю наси-

еного парами води (при відносній вологості 96—98%). Величина МГ

залежить від гранулометричного складу, кількості та якості колоїдів,

міст

та питомої поверхні ґр

нт

. Важкі ґр

нти з великою пито-

мою поверхнею, високою кількістю гідрофільних колоїдів і підвищеним

містом гумусу мають значно більшу МГ, ніж легкі. У мінеральних ґрун-

ах величина МГ коливається в межах від 0,5—1,0% у піщаних відмінах

до 10—15% у глинистих. У торфах МГ становить 30—40% (табл. 45).

ода у ґрунті при вологості, яка відповідає МГ, міцно утримується на

поверхні ґрунтових часток і тому зовсім недоступна для рослин та мік-

роорганізмів. Величин

МГ використов

ють для розрах

нків вологості

’янення

(

ВВ

)

. Для цього показник МГ множать на 1,5 або 1,34

изначення вологост

та основних водних характеристик ґрунт

ів

У агрономічному ґрунтознавстві для характеристики водного режи-

важливо знати не тільки загальн

кількість води в ґр

нті на даний

момент, але й ту кількість, яка доступна і не доступна рослинам. Тобто

необхідно мати

явлення про коефіцієнт в’янення рослин, або критичн

ологість ґрунту

ількість води

ґр

нті, яка відповідає максимальній гігроскопіч-

ності, рослинам зовсім не доступна і є для них мертвим запасом. Але,

иходячи з величини максимальної гігроскопічності, можна розрахун-

ковим шляхом одержати приблизне значення коефіцієнта в’янення.

ля цього необхідно величину максимальної гігроскопічності даного

ґр

нт

збільшити в півтора-три рази. Ця величина коефіцієнта в’янення

орієнтовною, оскільки величина вологості ґрунту, при якій починають

’ян

ти рослини, залежить від тип

ґр

нт

, вид

та фази розвитк

рос-

лини, а також від погодних умов.

ласичним методом визначення МГ є метод Мітчерліхта, вдоскона-

лений Н. А. Качинським (1930), який заснований на насиченні повітря-

но сухої наважки ґрунту водяною парою у вакуумі над 10%-ним розчи-

ном сірчаної кислоти. Але цей метод громіздкий, потребує багаторазової

заміни розчину кислоти.

араз широко застосовується більш простий і не менш точний метод

. В. Ніколаєва (1936), в якому замість кислоти застосовується насиче-

ний розчин сірчанокислого калію, відносна пр

жність водяної пари над

ким дорівнює 98%.

ід роботи. Зваж

ють на аналітичних терезах заздалегідь вис

ше-

ний скляний бюкс діаметром 5 см і висотою 3 см з добре притертою

кришкою. Відважують у бюкс на аналітичних терезах біля 5—10 г ґрун-

ту, взятого із зразка, заздалегідь розтертого та просіяного крізь сито

з отворами 1 мм. Відкритий бюкс з ґрунтом ставлять у вакуум-ексикатор

над розчином 10% H

для максимального насичення ґрунту парами

45. Максимальна г

гроскоп

чн

сть ґрунт

в р

зного гранулометричного

склад

і торфів (за С. А. Вериго, Л. О. Раз

мовою

)

ран

лометричний скла

МГ, % від маси ґр

нт

со

Су

пісок

Су

глинок: легкий

едній

ва

жки

лин

Торф низовий

5—

1,0

0—3

0—5

0—7

0—9

0—15

0—40

агальне ґр

нтознавств

160

и. Розчин 10% H

у вакуум-ексикаторі буде підтримувати більш-

менш постійн

відносн

вологість повітря, не більше 96%. Для приско-

рення насичування ґрунту парами води в ексикаторі необхідно створити

ак

уу

м. Вак

уу

м-ексикатор слід тримати в темном

місці з найменшими

коливаннями т

мп

ратури навколишнього простору

ерез п’ять-шість днів проводять перше зважування на аналітичних

ерезах: обережно відкривають ексикатор і швидко щільно закривають

його кришкою. Якщо в ексикаторі було створено вакуум, то до відкри-

ання ексикатора слід вирівняти в ньому тиск повітря з атмосферним.

ри цьому треба пам’ятати, що впускати в ексикатор повітря треба

пост

пово, спочатк

, попередньо вис

шивши його (проп

скаючи крізь

клянки з концентрованою H

ісля першого зваж

вання бюкси з ґр

нтом знов

ставлять

вак

ум-ексикатор над 10% H

і через п’ять-шість днів знову проводять

контрольне зважування до досягнення постійної маси, тобто поки

різниця між попереднім та наступним зважуваннями буде не більше

0,001 г. Останнє зважування приймають за остаточне. Розчин 10% H

після чергового контрольного зважування заміняють свіжим

о досягненні постійної маси бюкси з ґрунтом, максимально наси-

еним парами води, переносять в с

шильн

шаф

і вис

ють при тем-

пературі 104—10

до постійної маси. За різницею у масі визначають

кількість гігроскопічної води, адсорбованої наважкою ґр

нт

Обчислюють максимальну гігроскопічність у процентах на наважку

солютно сухого ґрунту

АВ

ВБ

чністьгігроскопіаМаксимальн

−

=(%)

(

А — маса пустого, заздалегідь висушеного бюкса, г; Б — маса бюкса з ґрун-

ом, максимально насиченим па

ами води, г; В — маса

юкса з а

солютно

ухим ґрунтом, г; В–А — наважка абсолютно сухого ґрунту, г; Б–В — кіль-

кість гігроскопічної води, адсорбованої ґрунтом, г)

Визначення най

ільшої молекулярної вологоємкості ґрунт

м в

оє

мких

сере

ви

Максимальна кількість плівкової води, яку здатний поглинути та

тримати ґр

нт, характериз

є найбільш

молек

лярн

вологоємкість

ґрунту. Визначення цього показника методом вологоємких середовищ

базується на здатності деяких матеріалів, наприклад, сухого фільтру-

ального паперу, при тісному контакті відбирати із зволоженого зразка

ґрунту всю воду, крім плівкової