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

Подождите немного. Документ загружается.

изначення вологост

та основних водних характеристик ґр

нт

ів

Хі

оботи. Зразок ґрунту у повітряно сухому стані розтирають та

пересівають крізь сито з отворами 0,5 мм. Середню проб

просіяного

ґрунту (біля 50 г) ретельно змішують з водою (у фарфоровій чашці) до

тістоподібного стан

. Металічн

пластинк

-шаблон товщиною 2 мм

з круглим отвором діаметром біля 5 см кладуть на шматок шовковистої

тканини (батист, шовк). Круглий отвір у пластинці-шаблоні заповню-

ть підготовленою зволоженою масою ґрунту. Надлишкову кількість

ґрунту, що виходить за вінця пластинки, зрізають ножем. Шаблон зні-

мають, а ґрунт, що лишився, накривають другим шматком шовковисто

тканини

ідготовлений зразок ґр

нт

клад

ть між декількома арк

шами

фільтрувального паперу, далі між дерев’яними або металічними плас-

тинками (товщина дощечок повинна б

ти не менше 1 см, металічних

пластинок — 0,5 см), нарешті під гідравлічний прес з тиском 65—

70 кг/с

Через 10 хвилин спресований ґрунт ретельно «звільняють» від

шматочків тканини та фільтрувального паперу, розламують на окремі

астини і кладуть в заздалегідь зважений сушильний стаканчик

разок ґрунту разом із сушильним стаканчиком зважують і ставлять

на висушування при температурі 104—10

о постійної ваги.

важ

ють с

шильний стаканчик (бюкс) з вис

шеним зразком ґр

нт

обчислюють найбільшу молекулярну вологоємкість (НМВ) у процен-

тах на а

солютно с

хий ґр

нт.

100

АВ

ВБ

НМВ ⋅

−

(

А — маса п

стого, заздалегідь зваженого бюкса, г; Б — маса бюкса з ґр

н-

ом, який утримує плівкову воду, г; В — маса бюкса з абсолютно сухим ґрун-

ом, г; В–А — маса абсолютно сухого ґрунту, г; Б–В — маса води, г)

олог

сть в

’

янення

осли

Вологістю в’янення

ослин (ВВ

)

називають вологість, п

и якій

ос-

лини набувають ознак стійкого в’янення і перенесення їх у сприятливі

умови (атмосферу, насичену парами води) не відновлює тургору лист-

ків, тобто не припиняє в’янення. Отже, ВВ характеризує нижню межу

місту в ґрунті продуктивної для рослин вологи, що має велике значення

для ґр

нтової, агрохімічної та агромеліоративної характеристик ґр

нт

еличина ВВ залежить від гранулометричного складу ґрунту, вмісту

і вид

рослин. Чим важчий ґр

нт і чим більше в ньом

тим вища ВВ. У піщаних ґрунтах ВВ не перевищує 1,5%, в суглинкових

она коливається від 3,5 до 12, на глинистих досягає 20, а на то

рф

ах пе-

ревищує 50% від маси сухого ґрунту (табл. 46)

агальне ґрунтознавств

162

46. Волог

сть в’янення ґрунт

в р

зного гранулометричного складу

і торфів (за С. А. Вериго, Л. О. Раз

мовою

)

Гран

лометричний скла

В, % від маси ґр

нт

со

упісок

Су

глинок легкий

едній

ва

жки

лин

Торф низовий

5—1

5—

4,0

5—7

0—9

0—12

0—20

—50

изначають ВВ за величиною МГ а

о методом о

езводнювання

чи

безпосереднім вирощуванням проростків рослин у стаканчиках і до-

еденням їх до в’янення. Біологічний метод вважають найбільш віро-

гідним

изначення вологост

’

янення методом п

остк

ів

На дно алюмінієвого стакана висотою 6—7 см, діаметром 4 см на-

ипають грубозернистий пісок шаром 1 см. У стакан вставляють скля-

ну трубку довжиною 8—9 см і заповнюють майже до верху стакана

повітряно сухим ґрунтом, просіяним крізь сито з отворами діаметром

1 мм (на це витрачається 40—60 г ґр

нт

). В стакан висівають 4—5 зе-

рен пророслого ячменю. Ґрунт зволожують крізь трубку до появи капі-

ярної води на поверхні ґр

нт

у.

такан до появи сходів витримують у термостаті з температурою

—

, або в шафі при кімнатній температурі. Коли у проростків

з’являється перший листок, у кожному стакані залишають по 3 однаково

розвинених рослини. Стакани ставлять у світле приміщення, але не на

прямому сонячному світлі і тримають при кімнатній температурі. Воду,

яка випаровується, поповнюють за масою, щодня доливаючи

її

через

уб

оли другий листок стане більшим ніж перший, рослини поливають

станній раз і заливають поверхню ґр

нт

розплавленою, але охолодже-

ною сумішшю парафіну і технічного вазеліну (за масою 4:1), а трубку

закривають ватним тампоном. Для газообміну в застиглій суміші роб-

ять декілька проколів шпилькою.

У момент початку в’янення стакани переносять у камеру (ексикатор

з водою на дні), в якій повітря насичене водяною парою. Якщо тургор

у рослин за ніч відновлюється, то їх знову виставляють у світле при-

міщення, доки вони не досягн

ть стійкого в’янення. Вважають, що ґр

нт

163

изначення вологост

та основних водних характеристик ґрунт

ів

досяг ВВ, коли тургор у рослинах не відновлюється після 12-годинно-

го перебування їх в атмосфері, насиченій водяною парою. Тоді росли-

ни з гр

дкою ґр

нт

виймають зі стакан

, відкидають парафінов

кірк

шар ґрунту товщиною 1—1,5 см. Зразок кладуть у фарфорову чаш-

, нижній шар ґр

нт

і піск

відкидають, виймають рослини і насіння.

Очищений ґрунт висипають у той же стакан і визначають вологість, яка

відповідатиме вологості в’янення

ослин

изначення вологості в’янення методом обезводнювання,

за

Фр

анцессоно

. А. Францессон (1951) запропонував визначати ВВ обезводнюван-

ням капілярно-зволоженого зразка ґрунту розчином сірчаної кислоти,

що на думку автора, більше відповідає природним умовам

овітряно с

хі зразки ґр

нт

капілярно насич

ють водою протягом

двох тижнів, або відбирають у полі вологі зразки ґрунту. При високій

польовій вологості зразки відраз

потрапляють на аналіз. У заздале-

гідь зважені бюкси беруть наважки вологого ґрунту масою 3 г. Бюк-

и розміщують на фарфоровій підставці у вакуум-ексикаторі, на дно

кого наливають 10%-ний розчин сірчаної кислоти. Ексикатор щільно

закривають кришкою, вінця якої змащують вазеліном. В ексикаторі

творюють розрідження 2,25—3,82 кПа за допомогою масляного або

одо струминного насоса. Ексикатор повинен бути перевірений на міц-

ність та герметичність, а всі роботи з ним слід проводити в захисних

оку

ярах

. Ексикатор тре

а накривати тканиною.

ерез 2—3 дні його відкривають, бюкси зваж

ють, замінюють

10%-ний розчин кислоти на 3%-ний. Бюкси знов ставлять в ексикатор.

а таких умов ґрунт поглинає деяку кількість водяної пари. Операцію

повторюють до встановлення постійної маси зразка над 3%-ним розчи-

ном сірчаної кислоти. Далі визначають вміст вологи в ґрунті ваговим

тодом.

изначена даним методом величина вологості в’янення п

иблизно

1,5 рази перевищ

є МГ, визначен

зволоженням повітряно с

хого ґр

н-

ту над 10%-ним розчином сірчаної кислоти і відповідає ВВ, визначеній

методом проростків

менша вологоємн

ст

айменша вологоємність

(

НВ

)

— це найбільша кількість капіля

но-підвішеної вологи, яку може утримувати ґрунт після зволоження

вільного стікання гравітаційної води. Терміну НВ відповідають такі

терміни: польова вологоємність (ПВ), загальна вологоємність (ЗВ),

агальне ґр

нтознавств

164

анично польова вологоємність

(

ГПВ

)

. Останній те

мін особливо ши-

роко використов

ється в агрономічній практиці при меліорації

НВ залежить головним чином від гранулометричного і хімічного

клад

ґр

нт

, його стр

кт

рності, щільності та пористості. Ґр

нти гли-

нистого гранулометричного складу мають більшу величину НВ (350—

00 мм/га у метровому шарі), а піщані та супіщані ґрунти меншу (200—

250 мм). Ґрунти з добре розвинутою грудочкувато-зернистою струк-

урою мають середні показники НВ — 250—300 мм/га для метрового

шару, у безструктурних ґрунтах величина НВ більша. В табл. 36 наведе-

но величини НВ ґрунтів залежно від гранулометричного складу.

НВ вимірюється

відсотках від маси с

хого ґр

нт

, від об’єм

ґр

н-

у, від пористості, в міліметрах і кубічних метрах на 1 га

НВ є важливою характеристикою водних властивосте

ґр

нт

природі вона спостерігається після рясних опадів, чи в період сніго-

анення. При НВ ґрунт містить максимальну кількість вологи, до-

тупної рослинам. Різниця між НВ і ВВ характеризує діапазон актив-

ної вологи (ДАВ) або максимально можливі запаси доступної вологи

(

ММЗДВ). Отже, можна записати таке рівняння

АВ = НВ — ВВ,

де НВ — найменша вологоємність

;

ВВ — вологість в’янення

оказники НВ використовують при встановленні зрошувальних норм

на зрош

ваних землях, а також промивних норм для засолених ґр

нтів.

47. Найменша вологоємність верхнього метрового шару ґрунтів різ

ного гран

лометричного склад

(за Л. П. Розовим

)

Гран

лометричний

скла

Найменша вологоємн

сть,

% від пористості

Порист

сть,

% від об’єму

рунт

е солонцюваті

рунти

солонцюваті

рунти

со

к глини

тий

упісок

углинок: легкий

ередній

ажки

лин

—

—4

—

60—7

—

65—7

75—8

5—

—

—4

—

Норми зрошення визначають за формулою

= НВ —

165

изначення вологост

та основних водних характеристик ґр

нт

ів

де Н — норма зрошення,

;

НВ — найменша вологоємність

;

—

апа

ологи в ґрунті, м

ромивні норми розраховують за формуло

НВ —

+ пНВ,

е Н

— промивна норма, м

; п — коефіцієнт, який залежить від ступеня засо-

еності ґрунту та інших факторів

цінку НВ здійснюють за шкалою Н. А. Качинського (табл. 48)

48. О

інка найменшої вологоємності

ажкі за гранулометричним

складом ґр

нти

Легкі за гран

лометричним

складом ґр

нти

% від маси

хого ґр

нт

Оц

нка

—

аща

ультурний піщаний ґрунт в орному

шарі має вологоємність 20—25%

—4

обра

ля польових к

льт

р придатні піски

вологоємністю не менше 10

—

Задовільн

ля лісових культур придатні піски

вологоємністю не менше 3—5%

<25

еза

овільн

изначення кап

лярно

вологоємкост

ґр

нт

Капілярна вологоємність (КВ)

—

найбільша кількість капілярно-

—

підпертої води, яка може

трим

ватись менісковими силами в шарі

ґрунту, що знаходиться в межах капілярної торочки

еличина КВ залежить від гран

лометричного склад

ґр

нт

, його

труктурності, щільності, пористості та положення ґрунтового шару

над рівнем підґрунтових вод. Безпосередньо над дзеркалом підґрунто-

их вод КВ майже не відрізняється від повної вологоємності (ПВ), а на

ерхній межі капілярної торочки — дорівнює НВ. Тому КВ не визна-

ається однозначно, а являє собою ф

нкцію від висоти над рівнем

підґрунтових вод

В ґр

нт

характериз

ється кривою розподіл

вологи в капілярній

торочці (КТ), починаючи від дзеркала підґрунтових вод і закінчуючи

хньою межею то

очки. Для знаходження капіля

ної к

ивої необхід-

но виконати польові визначення вологості ґрунту до дзеркала підґрун-

тових вод. При глибокому заляганні КТ, коли коріння рослин до неї

не проникає, визначення можна вести майже круглий рік, за винятком

періоду стікання гравітаційної води. За умов близького залягання КТ

агальне ґрунтознавств

166

изначення здійснюють тоді, коли з КТ не відбувається помітної десук-

ції вологи і до неї не стікає г

авітаційна вода, тобто че

ез місяць після

ніготанення, або в кінці осені. Визначення краще проводити на ділян-

ках чистого пару.

ісля того, як визначено вологість, яка відповідає КВ, креслять ка-

пілярну криву на міліметровому папері і на той же графік накладають

криву НВ того самого ґрунту. Точка перетину кривих буде відповідати

ерхній межі КТ

Ла

ораторний метод визначення

апіля

ної вологоємност

изначення проводять у зразках порушеної і непорушеної будови.

разки ґрунту непорушеної будови відбирають спеціальним буром Не-

асова або Качинського безпосе

едньо на польових ділянках. Для ви-

значення застосов

ють металеві циліндри висотою 5 або 10 см; об’ємом

100

200

500 і 1000 см

з сітчастим

ном

еред виходом

поле на сітчасте дно клад

ть кр

жальце фільтр

ального паперу, змочують його дистильованою водою, надівають сітку

на циліндр і зваж

ють на технічних терезах з точністю до 0,01 г. У полі

знімають сітку, циліндр вставляють у буровий патрон і відбирають про-

бу ґрунту буром на потрібній глибині. Паралельно відбирають пробу для

изначення вологості ґрунту.

ісля відбору проби циліндр виймають з бурового патрона, закри-

ають кришками і переносять до лабораторії. Обережно знімають ниж-

ню кришку, надівають сітку з фільтрувальним папером, знімають другу

кришк

і зваж

ють циліндр з ґр

нтом, папером та сіткою.

становлюють циліндр в кристалізатор і наливають воду з таким

розрах

нком, щоб вона доходила до краю сітки, але не змоч

вала ґр

нт.

апіляри ґрунту крізь фільтрувальний папір починають поступово за-

повнюватись водою. Цилінд

на цей пе

іод нак

ивають к

ишкою і зали-

шають у такому положенні доки всі капіляри заповняться водою

ерез кожну добу циліндр зважують, поки маса його не буде по-

тійною. Після цього циліндр виймають з кристалізатора, ставлять на

фільтрувальний папір на 2—3 хвилини, щоб видалити воду, яка не може

трим

ватись ґр

нтом, обтирають циліндр фільтр

вальним папером

зважують

Розрахов

ють капілярн

вологоємність за форм

лою

)(100

КВ

РР −⋅

изначення вологост

та основних водних характеристик ґрунт

ів

де КВ — капілярна вологоємність, % від маси ґр

нт

;

— маса ґр

нт

циліндрі після насичення, г;

— маса сухого ґрунту в циліндрі, г

Мас

хого ґр

нт

розрахов

ють за форм

лою

⋅

100

де

— маса ґр

нт

при польовій вологості, г;

— польова вологість ґрун-

у, % від маси ґрунту.

изначення кап

ля

но

вологоємкост

порушеного ґрунту

та швидкості капілярного підтяг

вання вод

Для визначення капілярної вологоємкості насипного повітряно сухо-

го ґр

нт

вживають скляні тр

бки довжиною 10—15 см і діаметром 3—

см, нижній кінець яких обв’язується тканиною (штапелем, батистом).

ід роботи.

клян

тр

бк

ставлять

фарфоров

чашк

на 100 с

зважують на технічних терезах. Це маса тари. Наповнюють трубку

повітряно с

хим ґр

нтом (для рівномірного заповнення тр

бки слід по-

тукувати по її стінках). Наповнену ґрунтом трубку разом з чашкою зно-

у зважують. Це буде маса тари + повітряно сухий ґрунт

На дно чашки наливають води так, щоб вона вкрила нижній кінець

трубки на 2—3 мм. Воду в чашку доливають в міру її вбирання ґрун-

том. Після заповнення капілярів ґр

нт

водою надлишок її виливають

з чашки і ґрунт разом з тарою зважують. Одержують масу тари і ґрунту,

капіляри якого заповнені водою

апілярну вологоємкість (КПВ) обчислюють у процентах на повітря-

но с

хи

ґр

нт

100

АБ

БВ

КПВ ⋅

−

(

А — маса п

стого, заздалегідь зваженого бюкса, г; Б — маса тари + повітря-

но-сухий ґрунт, г; В — маса тари + ґрунт, капіляри якого заповнені водою, г;

–А — наважка повітряно сухого ґрунту, г; В–Б — маса капілярної води, г)

изначення капілярної вологоємкості буде більш точним, якщо

розрах

нок проводять на абсолютно с

хий ґр

нт: з ґр

нт

, капіляри яко-

го заповнені водою, беруть середній зразок, висушують при температурі

4—1

до постійної маси і обчислюють капілярну вологоємкість

у процентах на а

солютно сухий ґрунт

Од

ночасно можна визначити шви

кість пі

няття вологи в

ослі-

дж

ваном

ґр

нті: заміряти висот

стовпа ґр

нт

в скляній тр

бці (см)

агальне ґр

нтознавств

168

замітити час (хв.), протягом якого вода піднімається по капілярах ґрун-

ту

; розділивши шлях, який вода пройшла по капілярах ґр

нт

, на час,

держимо швидкість капілярного підняття води

изначення повно

вологоємкост

ґр

нт

овна вологоємкість ґрунту визначається тією кількістю води, яку

може вмістити ґрунт в стані повного насичення водою. Досягти тако-

го стану можна тільки при створенні умов, які усувають відтік води

з ґрунту

У стані повної вологоємкості всі пори і пустоти як всередині агре-

гатів, так і між ними заповнені водою. В зв’язку з цим величина пов-

ної вологоємкості є в прямій залежності від порозності (шпар

ватості),

тже, від структури ґрунту та гранулометричного складу

ід роботи. 1. Склян

тр

бк

, нижній кінець якої обв’язаний тка-

ниною (штапелем, батистом), кладуть у фарфорову чашку на 100 с

зважують на технічних терезах. Це буде маса тари. Заповнюють труб-

ку повітряно сухим ґрунтом так, щоб незаповненими лишилися 1,5—

2,0 см. Зважують трубку з повітряно сухим ґрунтом і чашкою. Це буде

маса тари + повітряно сухий ґрунт.

Трубку з повітряно сухим ґрунтом кладуть у стакан і наливають

нього стільки води, щоб вона б

ла на одном

рівні з ґр

нтом

тр

бці.

верху трубку прикривають склом. Слід пам’ятати, що для повного на-

ичення водою різних ґр

нтів і горизонтів одного й того ж ґр

нт

потрі-

бен різний час (від однієї до трьох діб)

ісля повного насичення водою трубку з ґрунтом виймають зі ста-

кана, швидко переносять у фарфорову чашку і зважують. Це буде маса

ари + ґрунт, повністю насичений водою.

Обчислюють повну вологоємкість (ПВ) у процентах до наважки

повітряно сухого ґрунту

100

АБ

БВ

ПВ ⋅

−

(

А — маса тари, г; Б — маса тари + повітряно сухий ґрунт, г; В — маса

ари + ґр

нт, повністю насичений водою, г; Б–А — наважка повітряно с

хого

рунту, г; В–Б — маса води, г)

РАКТИЧНЕ

ОС

УВАННЯ ДАНИ

ГІ

ТЬ ТА В

ДНІ ВЛА

ТИВ

ОС

ТІ

НТ

Дані про вміст вологи

ґр

нті самі по собі ще не дозволяють робити

исновки про забезпеченість рослин водою. Вони лише характеризують

зміни вмісту води в просторі та часі. Практичного значення набувають,

коли аналізуються разом з водно-фізичними властивостями ґрунту

ідомо, що не вся вода, яка міститься у ґрунті, доступна рослинам.

Тому в агрономічному плані практичне значення має лише запас продук-

тивної вологи, яка може

ути засвоєна рослинами. Продуктивною во-

ою

називають всю кількість води

ґр

нті зверх вологості в’янення.

Тільки при наявності її рослини можуть рости. Розраховують вміст про-

ктивної вологи

ґр

нті за форм

лою

пр

= W

— W

вв

де

пр

— запас продуктивної вологи в ґрунті, мм;

— загальний запас води

ґрунті на даний момент, мм;

вв

— запас води в ґрунті, який відповідає во-

огості в’янення

мм

Найвищому зволоженню ґрунту в польових умовах відповідає най-

менша вологоємність. Тому різниця між НВ і ВВ буде відповідати мак-

имально можливим запасам продуктивної вологи (ММЗПВ) у ґрунті.

Такий вміст води називають діапазоном активної вологи

(

ДАВ

)

АВ = НВ — ВВ

Пр

оте в діапазоні від ВВ до НВ не вся волога однаково легко за-

воюється рослинами. Найбільш дост

пною вважається вода в діапазоні

ід ВРК до НВ, а в діапазоні від ВВ до ВРК вона менш доступна. Це слід

рахов

вати при розрах

нках норм вегетаційних поливів

рактичне значення має показник дефіциту вологи (ДВ) у ґрунті. Під

дефіцитом вологи в ненасичених водою ґрунтах розуміють різницю між

НВ і фактичною вологістю в даний момент (

дв

= W

нв

— W

умарний дефіцит для шарів 0—50 або 0—20 см — основа для

розрахунків разової кількості води, яку подають для зрошення. Полив-

на норма не повинна перевищувати ДВ, що

не спричинити втрат води

з гравітаційним стоком, особливо при близькому заляганні соленосних

горизонтів і мінералізованих ґр

нтових вод

На практиці ДВ по шарах розраховують за формулою

дв

= W

нв

— W

· h · d

агальне ґрунтознавств

дв

— де

іцит вологи, т/га;

нв

— найменша вологоємність ґрунту, % від

маси ґр

нт

;

— польова вологість, % від маси ґрунту;

— розрах

нкови

шар ґрунту, см;

— щільність розрахункового шару ґрунту, г/см

Розрахунок норми поливу здійснюють за формулою

= W

дв

· h · d

е Н

— норма полив

, т/га;

— розрах

нкови

шар ґр

нт

, см;

— щіль-

ність розрахункового шару ґрунту, г/с

ажливою агрономічною характеристикою є запаси продуктивної

ологи в орному шарі ґрунту на період посіву культур, а в подальшому

метровом

шарі, де розміщ

ється до 90—95% коренів сільськогоспо-

дарських культур. Тому спочатку розраховують запаси продуктивної во-

оги по шарах 0—10 см до глибини 1 м за форм

лою

)(

вв

пр

dhWW

⋅⋅−

де

пр

— запас прод

ктивно

вологи, мм;

— польова вологість на даний

момент часу, % від маси ґрунту;

вв

— вологість в’янення, % від маси ґрунту;

— розрах

нкови

шар, см;

— щільність розрахункового шару, г/см

Далі встановлюють запаси продуктивної вологи в орному (0—20 см)

метровом

(0—100 см) шарі ґр

нт

за форм

лами

пр

= W

0—10

10—20

пр

= W

0—10

10—20

….

90—100

Оцінка запасів продуктивної вологи в ґрунті здійснюють за шкалою

(

табл. 49

49. Шкала оцінки запасів продуктивної вологи у ґрунті

міст води

мм Оцінка запасів продуктивної вологи

ша

і 0—20 с

>40

—

До

ра

овільна

еза

овільна

У шарі 0—100 см

—1

130—

0—6

же до

ра

До

бр

адовільна

ька

Дуже низька