Определение влагоемкости почвы. Определение предельной полевой влагоемкости почвы Понятие полевая влагоемкость в физиологии растений определяет

Изучение динамики доступных питательных веществ в почве должно» сочетаться с наблюдениями за растениями, за развитием микробиологических процессов и за водными свойствами почвы, с которыми пищевой режим находится в непосредственной связи.
Чаще всего при агрохимическом исследовании в полевых условиях приходится учитывать динамику изменения запасов воды, доступной для растений. Количество доступной воды в почве определяется по разности общего запаса воды и запаса недоступной влаги, о котором судят по влажности завядания или, с меньшей точностью, по максимальной гигроскопичности. Обычные приемы агротехники (удобрение, изменение структурности) влияют на влажность завядания незначительно; более резко отражаются на этой величине приемы землевания песчаных почв или пескования глин.
По величине предельной полевой влагоемкости судят о максимальных удерживаемых почвой запасах общей и полезной влаги, что необходимо знать для определения нормы полива, воздухосодержания и т. д. Изменение сложения почвы при обработках и изменение структуры почвы могут заметно отразиться на этой величине.
Для создания оптимальных условий роста растений в вегетационных опытах влажность почвы при поливах доводят до 60-70% от величины полной влагоемкости, или 70-80% капиллярной, или 100% наименьшей влагоемкости.
Предельная полевая влагоемкость отражает свойство почвы удерживать влагу в практически неподвижном состоянии после обильного увлажнения и просачивания всей избыточной воды под влиянием силы тяжести. Определение делается в природных условиях. При глубоких грунтовых водах предельная полевая влагоемкость показывает истинную наименьшую влагоемкость, а при близких грунтовых водах значительно превышает эту величину и может достигать величины капиллярной влагоемкости. Глубину грунтовых вод следует указывать при определении.
Руководство по почвенно-мелиоративным исследованиям рекомендует следующий порядок определения:
Выбирают ровную площадку, типичную для данного поля. Для защиты от растекания поливной воды площадку размером 2 м х 2 м снаружи окружают утрамбованным земляным валиком высотой до 20-30 см. В середине площадки устанавливается квадратная деревянная или железная рама 1 л х 1 м с высотой бортов 15-18 см, и граница ее очерчивается ножом вдоль внутренней стороны. Затем рама снимается, и ножом в почве прорезается углубление такой ширины, чтобы рама плотно входила в него на глубину 6-8 см. С внешней стороны вдоль рамы почва утрамбовывается полосой в 5-6 см. Если рамы нет, то внутренняя площадка окружается утрамбованным земляным валиком. Внутренняя площадка в 1 м2 является учетной, ее окружает защитная полоса, предохраняющая от растекания в стороны воды учетной площадки.
Вблизи площадки закладывается и описывается почвенный разрез, в стенке которого берут образцы почвы по генетическим горизонтам для определения влажности, объемного и удельного веса и вычисления скважности.
На площадку и защитную полосу нужно подать такой объем воды, который полностью насытит водой слой почвы мощностью 1 м. Для вычисления объема воды используют данные об имеющемся запасе воды в слое почвы и общей скважности этого слоя; рассчитанную норму полива увеличивают в полтора раза для гарантии лучшего промачивания.
Для степной зоны скважность почв глинистых и тяжелосуглинистых колеблется в пределах 45-50%, средних и легких суглинков - 40-45, супесчаных - 35-40 и песчаных 30-35%; по этим данным можно приближенно рассчитать объем воды, необходимый для залива площадки. Например, при общей скважности слоя 45% и запасе воды в 1-метровом слое 1500 м3/га для насыщения 1-метрового слоя почвы потребуется10000 1 45/100 -1500 = 3000 м3/га, или 300 л/м2.
Заготовив достаточный объем воды, начинают подачу воды на защитную полосу и на учетную площадку, подложив под струю воды лист фанеры или 10-сантиметровый слой соломы, во избежание размыва поверхности. Вначале высоту слоя воды над поверхностью почвы доводят до 2-3 см, а когда верхний слой почвы будет насыщен, увеличивают подачу воды и доводят слой воды до 5-6 см, который поддерживают до израсходования всей расчетной нормы. После впитывания воды делянку и защитную полосу покрывают слоем соломы, травы или другим материалом, уменьшающим испарение с поверхности, и придавливают его сверху слоем земли.
Просачивание излишней воды для первого метра на песчаных почвах обычно заканчивается через 1-2 суток, на суглинистых - через 3-5 суток и на глинистых - через 5-10 суток. На другой день по истечении этих сроков буром берут почвенные пробы в 4-5 местах площадки послойно через 10 см для определения влажности почвы. Через один-два дня взятие проб и определение влажности повторяют. Если влажность верхних горизонтов за это время понизилась, а нижних повысилась, то значит, что просачивание воды продолжается; в таком случае определение влажности необходимо повторить еще раз спустя один-два дня. Если влажность изменилась менее чем на 1%, определение влажности больше не повторяют и величину ее принимают за предельную полевую влагоемкость, хотя медленное передвижение воды будет продолжаться и далее.
Величина предельной полевой влагоемкости зависит от механического состава (изменяясь от 20% для супесчаной до 40% для тяжелосуглинистой почвы) и уменьшается с глубиной. Предельная влагоемкость суглинистой почвы зависит и от сложения; приемы обработки, изменение структурности, внесение извести также влияют на эту величину.
Вычисляют предельную полевую влагоемкость в процентах от объема, послойно, для каждого горизонта. Если предельная полевая влагоемкость составляет 70-80% от общей порозности, то это считается благоприятным для сельскохозяйственных культур; при 80-90% - посредственным, а свыше 90% - неудовлетворительным.

ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ -способность почвы удерживать алагу; выражается в процентах от объема или от массы почвы.[ …]

ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ. Предельное количество воды, которое почва способна удержать. Полная влагоемкость почвы - максимальное количество воды, которое может содержаться в почве при положении водного зеркала на одном уровне с поверхностью почвы, когда весь почвенный воздух замещен водой. Капиллярная влагоемкость почвы - го количество воды, которое почва м -жет удерживать за счет капиллярного поднятия над уровнем свободной водной поверхности. Наименьшая полевая влагоемкость почвы - то количество воды, которое почва может задерживать, когда зеркало свободной водной поверхности лежит глубоко и залегающий над ним слой капиллярного насыщения не достигает корнеобитаемого слоя почвы.[ …]

Влагоемкость почвы - величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы. В зависимости от условий удержания влаги различают влагоемкость общую, полевую, предельную полевую, наименьшую, капиллярную, максимальную молекулярную, адсорбционную максимальную, из которых основные наименьшая, капиллярная и полная.[ …]

Легкие почвы с большим содержанием, например, песка или извести высыхают очень быстро. Частое внесение хорошо перегнившего органического материала - перепревших листьев, торфа или компоста - повышает влагоемкость почвы, не вызывая ее заболачивания за счет образования гумуса, обладающего высокой поглотительной способностью.[ …]

Свойства почвы меняются в зависимости от насыщения ее тем или другим катионом. Хотя в природных условиях нет почв, насыщенных каким-нибудь одним катионом, однако, для того чтобы определить более резкие различия в характере действия различных катионов, исследования свойств таких почв представляют большой интерес. Исследования показали, что по сравнению с кальцием магний понижал фильтрацию, замедлял капиллярный подъем воды, увеличивал дисперсность и на-бухаемость, влажность и влагоемкость почвы . Следует, однако, отметить, что действие магния на эти свойства почвы значительно слабее, чем действие натрия.[ …]

ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ. Содержание воды в почве. Определяется как отношение веса воды к весу сухой почвы, в процентах. Измеряется взвешиванием пробы почвы до и после высушивания до постоянного веса. См. влагоемкость почвы.[ …]

Влажность почвы определяют высушиванием в сушильном шкафу при 105°С до постоянного веса. Рассчитывают влагоемкость почвы.[ …]

Наибольшей влагоемкостью обладают торфяники (до 500-700%). Величина влагоемкости выражается в процентах к весу сухой почвы. Гигиеническое значение влагоемкости почвы связано с тем, что большая влагоемкость вызывает отсырение почвы и находящихся на ней зданий, уменьшает проходимость почвы для воздуха и воды и мешает очищению сточных вод. Такие почвы относятся к нездоровым, сырым и холодным.[ …]

Для определения влагоемкости почвы при капиллярном насыщении от уровня грунтовых вод отбирают образцы на влажность из разреза или бурением до уровня грунтовых вод с последующим высушиванием до постоянной массы.[ …]

Определение полевой влагоемкости почвы. Для определения полевой влагоемкости (ПВ) на выбранном участке двойным рядом валиков огораживают площадки размером не менее 1×1 м. Поверхность площадки выравнивают и покрывают крупным песком слоем 2 см. Выполняя данный анализ, можно использовать металлические или плотные деревянные рамы.[ …]

Увеличение глубины обработки почвы способствует лучшему поглощению выпадающих осадков. Чем глубже обработана почва, тем большее количество влаги она может поглотить за короткое время. Поэтому с увеличением глубины обработки почвы создаются условия для уменьшения поверхностного стока, а с сокращением объема стока, в свою очередь, снижается потенциальная опасность эрозии почвы. Однако противоэрозионная эффективность глубокой вспашки зависит от многочисленных факторов: характера выпадения осадков, формирующих поверхностный сток вод, состояния водопроницаемости и влагоемкости почв в период стока, крутизны склона и др.[ …]

Ход анализа. Из воздушно-сухой почвы удаляют крупные корни. Почву слегка разминают, просеивают через сито с отверстиями 3 мм и насыпают в стеклянную трубку диаметром 3-4 см, высотой 10-20 см, нижний конец которой обвязывают хлопчатобумажной тканыо или марлей с фильтром. Величины капиллярной влагоемкости тем больше, чем ближе залегает слой почвы к зеркалу подачи воды, и, наоборот, чем дальше почва от уровня воды, тем влагоемкость меньше. Поэтому длину трубки надо брать соответственно размеру сосудов, в которых ведется опыт. Насыпают почву, уплотняя ее легким постукиванием дна о стол так, чтобы высота столбика почвы оказалась на 1-2 см ниже верхнего конца ее. Все последующие операции и расчет такой же, что и в методе определения влагоемкости почвы ненарушенного строения.[ …]

Картофель любит хорошо дренируемую почву, поэтому полив требуется только после внесения сухих удобрений, в засушливый период лета (один раз в 7-10 дней), а самое главное, во время образования клубней, которое начинается в фазе бутонизации и цветения. В эти периоды влажность почвы должна быть не ниже 80-85% от полной влагоемкости почвы.[ …]

Метод установления нитрификационной способности почвы по Кравкову основан на создании в исследуемой почве наиболее благоприятных условий для нитрификации и последующем определении количества нитратов. Для этого навеску почвы в лаборатории компостируют в течение двух недель при оптимальных температуре (26-28°) и влажности (60% капиллярной влагоемкости почвы), свободном доступе воздуха, в хорошо вентилируемом термостате. По окончании компостирования в водной вытяжке из почвы определяют колориметрически количество нитратов.[ …]

Общая (по Н. А. Качинскому) или наименьшая (по А. А. Роде) влагоемкость почвы или предельная полевая (по А. П. Розову) и полевая (по С. И. Долгову)-количество влаги, которое почва удерживает после увлажнения при свободном оттоке гравитационной воды. Разноименность этой важной гидрологической константы вносит много путаницы. Неудачен термин «наименьшая влагоемкость», так как он противоречит факту максимального содержания при этом влаги в почве. Не совсем удачны и два других термина, но, поскольку нет более подходящего названия, впредь мы будем использовать термин «общая влагоемкость». Название «общая» Н. А. Качинский объясняет тем, что влажность почвы при этой гидрологической константе включает в себя все основные категории почвенной влаги (кроме гравитационной). Константу, характеризующую общую влагоемкость, широко используют в мелиоративной практике, где ее называют полевой влагоемкостью (ПВ), что наряду с общей влагоемкостью (ОБ)-наиболее распространенный термин.[ …]

С повышением влажности почвы гербицидная активность препаратов, как правило, повышалась, но в различной степени и до определенного предела. Наибольшая фитотоксичность препаратов при их заделке в почву проявилась при влажности 50-60% полной влагоемкости почвы.[ …]

Зеленое удобрение, как и другие органические удобрения, запаханное в почву, несколько снижает ее кислотность, уменьшает подвижность алюминия, повышает буферность, емкость поглощения, влагоемкость, водопроницаемость, улучшает структуру почвы. О положительном влиянии зеленого удобрения на физические и физико-химические свойства почвы свидетельствуют данные многочисленных исследований. Так, в песчаной почве Новозыбковской опытной станции к концу четырех ротаций севооборота с чередованием пар - озимые - картофель - овес, в зависимости от использования люпина в виде самостоятельной культуры в пару и пожнивной культуры после озимых, содержание гумуса и величина капиллярной влагоемкости почвы были различны (табл. 136).[ …]

Сосуды поливали из расчета 60% от полной влагоемкости почвы. Опыт был заложен 8 мая 1964 г.[ …]

Действенный агрохимический прием увеличения плодородия эродированных почв и защиты их от эрозии, особенно на смытых почвах, - возделывание на них культур на зеленое удобрение. В разных зонах России для этого используют однолетний и многолетний люпин, люцерну, клевер, кормовые бобы, горчицу белую, вику и др. Эффект достигается при запашке зеленой массы, когда повышается водопроницаемость и влагоемкость почв, усиливаются микробиологические процессы, улучшаются агрофизические свойства земель.[ …]

Влажность в сосудах с отверстиями в дне поддерживается на уровне полной влагоемкости почвы. Для этого сосуды ежедневно поливают до протекания в поддонник первой капяи жидкости. Во время дождя поливать не надо; следует даже заботиться о том, чтобы дождь не переполнил поддонника, ибо тогда питательный раствор будет потерян. Именно поэтому объем поддонника должен быть не менее 0,5 л, лучше - до 1 л. Прежде чем поливать сосуд, в него переливают всю жидкость из поддонника. Если ев слишком много, переливают до просачивания первой капли.[ …]

Подготовительной работой является определение гигроскопической воды и влагоемкости почвы.[ …]

Затем определяют поливную норму, величина которой зависит в основном от полевой влагоемкости почвы, влажности ее перед поливом и глубины увлажняемого слоя. Величину влагоемкости почвы берут из пояснительной записки к почвенно-мелиоративной карте. В хозяйствах, где водно-физические свойства не определяли, для расчета поливной нормы используют справочный материал (влагоемкость большинства орошаемых почв хорошо известна).[ …]

Установлено, что оптимальной влажностью для нитрификации является 50-70% от полной влагоемкости почвы, оптимальной температурой является 25-30°.[ …]

При размещении клевера в севообороте следует учитывать, что он резко снижает урожай на кислых почвах. Хорошие условия для клевера создаются на нейтральных влагоемких почвах. Как влаголюбивое растение клевер плохо растет на рыхлых песчаных почвах, слабоудерживающих влагу. Непригодны для него кислые торфяные и избыточно увлажненные почвы с высоким уровнем грунтовых вод.[ …]

После установления постоянного тока воды прибор-разъединяют с мерным цилиндром и извлекают из почвы. Для этого часть почвы около ограждающего элемента удаляют и лопаточкой подрезают образец почвы снизу. Прибор извлекают, придерживая почву в нем лопаточкой. Осторожно наклоняют прибор и сливают из него воду через отверстие в крышке поплавковой камеры. Затем прибор вместе с лопаточкой ставят на стол, отсоединяют поплавковую камеру и помещают ее для просушки в термостат. Ограждающий элемент снизу закрывают тампоном из 2-3 слоев марли и ставят на воздушно-сухую, предварительно просеянную через сито с отверстиями 0,25 или 0,5 мм почву на 1 ч для отсасывания из нее легкоподвижиой воды. По истечении часа патрон с почвой снимают и взвешивают вместе с поплавковой камерой.. После этого маленьким буром берут пробу для определения влажности (капиллярной влагоемкости) почвы; так же, как и при насыщении почвы в патронах снизу. На этом все взвешивания заканчивают, прибор освобождают от почвы, моют, сушат и смазывают.[ …]

Закладка компостов. Подготовительная работа при закладке компостов сводится к отбору образцов почвы в поле (см. стр. 79), определению влажности почвы (см. стр. 81) и ее влагоемкости, тарированию стаканов, анализу и отвешиванию удобрений и проверке колебаний температуры в термостате. Методы определения влагоемкости почвы уже известны студентам техникума из практических занятий по почвоведению. Ниже описано, как узнать капиллярную влагоемкость (см. стр. 253).[ …]

Потенциальную активность азотфиксации определяют в свеже-отобранных или воздушно-сухих образцах почв. Для этого 5 г освобожденной от корешков и просеянной через сито с диаметром ячеек 1 мм почвы помещают в пенициллиновый флакон, вносят 2% глюкозы (от массы абсолютно сухой почвы) и увлажняют стерильной водопроводной водой до влажности примерно 80% от полной влагоемкости. Почву тщательно перемешивают до получения однородной по влажности массы, закрывают флакон ватной пробкой и инкубируют в течение суток при 28°С.[ …]

Определение ОВ в образцах нарушенного сложения. При постановке вегетационных опытов необходимо знать влагоемкость почвы, так как влажность почвы в сосудах задают в процентах от влагоемкости и в течение опыта поддерживают ее на определенном уровне.[ …]

Формирование микробиологических ценозов и интенсивность деятельности микроорганизмов зависят от гидротермического режима почвы, ее реакции, количественного и качественного ¿остава органического вещества в почве, условии аэрации и минерального питания. Для большинства микроорганизмов оптимум гидротермических условий в почве характеризуется температурой 25-35 °С и влажностью около 60 % полной влагоемкости почвы.[ …]

Если воду подавать снизу, то после капиллярного насыщения образца до постоянной массы можно таким же образом установить капиллярную влагоемкость почвы.[ …]

Значительная часть торфяных болот Севера возникла на месте прежних сосновых и еловых лесов. На некоторой стадии выщелачивания лесных почв древесной растительности начинает не хватать питательных веществ. Появляется не требовательная к условиям питания моховая растительность, постепенно вытесняющая древесную. Нарушается водно-воздушный режим в поверхностных слоях почвы. В результате под пологом леса, особенно при ровном рельефе, близком залегании водоупора и влагоемких почвах, создаются благоприятные для заболачивания условия. Предвестниками заболачивания лесов часто являются зеленые мхи, в частности кукушкин лен. Их сменяют различные виды сфагнового мха - типичного представителя болотных мхов. Старые поколения деревьев постепенно отмирают, на смену им приходит типичная болотная древесная растительность.[ …]

Повторность опыта с яровой пшеницей 6-ти кратная, с сахарной свеклой-10-ти кратная. Растения поливали водопроводной водой до 60% от полной влагоемкости почвы через один день по весу.[ …]

Существуют два типа сосудов: сосуды Вагнера и сосуды Митчерлиха. В металлических сосудах первого типа полив производится по весу до 60 — 70% от полной влагоемкости почвы через впаянную сбоку трубку, в стеклянных сосудах — через стеклянную трубку, вставленную в сосуд. В сосудах Митчерлиха на дне имеется продолговатое отверстие, закрытое сверху желобом.[ …]

Вес снаряженного стакана, который он должен иметь после поливки, вычисляют следующим образом. Допустим, тара (стакан с трубкой и стеклом) весит 180 г, навеска почвы (при влажности 5,6%) - 105,6 г, вес воды (при капиллярной влагоемкости почвы 40%) для доведения почвы до влажности 24%, что отвечает 60% приведенной влагоемкости,- 24 г, но приливают в стакан с почвой несколько меньше (за вычетом количества воды, уже находящейся в почве,- 5,6 г) - 18,4, или всего 304 г.[ …]

Избыточное увлажнение можно устранить созданием мощного, хорошо окультуренного пахотного слоя и рыхлением подпахотного горизонта, что обеспечивает повышение влагоемкости почвы и просачивание влаги в нижние слои. Эта влага в засушливые критические периоды вегетации служит дополнительным резервом для выращиваемых растений.[ …]

После впитывания всей воды площадку и защитную полосу закрывают полиэтиленовой пленкой, а сверху соломой, опилками или другим мульчирующим материалом. В дальнейшем через каждые 3-4 дня отбирают пробы для определения влажности почвы через каждые 10 см на всю глубину изучаемого слоя до тех пор, пока в каждом слое установится более или менее постоянная влажность. Эта влажность и будет характеризовать полевую влагоемкость почвы, которую выражают в процентах к массе абсолютно сухой почвы, в мм или м3 в слое 0-50 и 0-100 см на гектар.[ …]

В целях сохранения СЕДО оставляют нез астроенными прибрежные территории водотоков, сезонных стоков, водоемов, заболоченностей и участков местности с уклоном не более 1-2 %, которые затапливаются при половодьях и ливнях, включая участки с влагоемкими почвами.[ …]

Опыты ставились в вегетационном домике Института биологии. Посев проводился семенами яровой пшеницы сорта ’’Лютесценс 758”. Опытные растения выращивались в сосудах емкостью по 8 кг почвен-но-песчаной смеси. Поливка проводилась по весу, из расчета 65% от полной влагоемкости почвы.[ …]

Гумус определяется как комплексная и довольно устойчивая смесь коричневых или темно-коричневых аморфных коллоидных материалов, которые образуются из тканей многочисленных отмерших организмов вещества - из остатков разложившихся растений, животных и микроорганизмов. Своеобразные физико-химические свойства делают гумус важнейшим компонентом почвы, определяющим ее плодородие; он служит источником азота, фосфора, серы и микроудобрений для растений. Кроме того, гумус повышает катионообменную емкость, воздухопроницаемость, фильтруемость, влагоемкость почвы и препятствует ее эрозии [ 1 ].[ …]

Очень важной операцией по уходу за растениями в вегетационном опыте является полив. Сосуды поливают ежедневно, в ранние утренние или вечерние часы, в зависимости от темы опыта. Следует отметить, что полив водопроводной водой не годится при проведении опытов с известкованием. Полив проводят по весу до установленной для опыта оптимальной влажности. Для установления необходимой влажности почвы предварительно определяют полную влагоемкость и влажность ее при набивке сосудов. Вес сосудов к поливу вычисляют, исходя из желательной оптимальной влажности, которая обычно составляет 60-70% полной влагоемкости почвы, суммируя веса тарированного сосуда, песка, добавленного снизу и сверху сосуда при набивке и посеве, каркаса, сухой почвы и необходимого количества воды. Вес сосуда к поливу пишут на этикетке, наклеенной на чехле. В жаркую погоду приходится поливать сосуды дважды, один раз давая определенный объем воды, а другой раз доводя до заданного веса. Чтобы иметь более одинаковые условия освещения для всех сосудов, их ежедневно во время поливки меняют местами, а также передвигают на один ряд вдоль вагонетки. Сосуды помещают обычно на вагонетки; в ясную погоду их выкатывают на открытый воздух под сетку, а на ночь и в непогоду увозят под стеклянную крышу. Сосуды Митчерлиха устанавливают на неподвижно закрепленных столах под сеткой.[ …]

ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Основными водными свойствами почв являются водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность.

Водоудерживающая способность - свойство почвы удерживать воду, обусловленное действием сорбционных и капиллярных сил. Наибольшее количество воды, которое способна удерживать почва теми или иными силами, называется влагоемкостью.

В зависимости от того, в какой форме находится удерживаемая почвой влага, различают полную, наименьшую, капиллярную и максимально-молекулярную влагоемкость.

Для почв нормального увлажнения состояние влажности, соответствующее полной влагоемкости, может быть после снеготаяния, обильных дождей или при поливе большими нормами воды. Для избыточно влажных (гидроморфных) почв состояние полной влагоемкости может быть длительным или постоянным.

При длительном состоянии насыщения почв водой до полной влагоемкости в них развиваются анаэробные процессы, снижающие ее плодородие и продуктивность растений. Оптимальной для растений считается относительная влажность почв в пределах 50-60 % ПВ.

Однако в результате набухания почвы при ее увлажнении, наличия защемленного воздуха полная влагоемкость не всегда точно соответствует общей пористости почвы.

Наименьшая влагоемкость (НВ) - это максимальное количество капиллярно-подвешенной влаги, которое способна длительное время удерживать почва после обильного ее увлажнения и свободного стекания воды при условии исключения испарения и капиллярного увлажнения за счет грунтовой воды.

Водопроницаемость почв - способность почв впитывать и пропускать через себя воду. Различают две стадии водопроницаемости: впитывание и фильтрацию. Впитывание - это поглощение воды почвой и ее прохождение в не насыщенной водой почве. Фильтрация (просачивание) - передвижение воды в почве под влиянием силы тяжести и градиента напора при полном насыщении почвы водой. Эти стадии водопроницаемости характеризуются соответственно коэффициентами впитывания и фильтрации.

Водопроницаемость измеряется объемом воды (мм), протекающей через единицу площади почвы (см2 ) в единицу времени (ч) при напоре воды 5 см.

Величина эта очень динамична, зависит от гранулометрического состава и химических свойств почв, их структурного состояния, плотности, порозности, влажности.

В почвах тяжелого гранулометрического состава водопроницаемость ниже, чем в легких; присутствие в ППК поглощенного натрия или магния, способствующих быстрому набуханию почв, делает почвы практически водонепроницаемыми.

Водоподъемная способность - свойство почвы вызывать восходящее передвижение содержащейся в ней воды за счет капиллярных сил.

Высота подъема воды в почвах и скорость ее передвижения определяются в основном гранулометрическим и структурным составами почв, их порозностью.

Чем почвы тяжелее и менее структурны, тем больше потенциальная высота подъема воды, а скорость подъема ее меньше.

ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ

Под водным режимом понимают совокупность явлений поступления влаги в почву, ее удержание, расход и передвижение в почве. Количественно его выражают через водный баланс, характеризующий приход влаги в почву и расход из нее.

профессор А. А. Роде выделил 6 типов водного режима, разделив их на несколько подтипов.

1. Мерзлотный тип. Распространен в условиях многолетней мерзлоты. Мерзлый слой грунта водонепроницаем, является водоупором, над которым проходит надмерзлотная верховодка, которая обусловливает насыщенность водой верхней части оттаявшейпочвы в течение вегетационного периода.

2. Промывной тип (КУ > 1). Характерен для местностей, где сумма годовых осадков больше испаряемости. Весь профиль почвы ежегодно подвергается сквозному промачиванию до грунтовых вод и интенсивному выщелачиванию продуктов почвообразования. Под влиянием промывного типа водного режима формируются почвы подзолистого типа, красноземы и желтоземы. При близком к поверхности залегании грунтовых вод, слабой водопроницаемости почв и почвообразующих пород формируется болотный подтип водного режима. Под его влиянием формируются болотные и подзолисто-болотные почвы.

3. Периодически промывной тип (КУ = 1, при колебаниях от 1,2 до 0,8). Этот тип водного режима отличается средней многолетней сбалансированностью осадков и испаряемости. Для него характерны чередование ограниченного промачивания почв и пород в сухие годы (непромывные условия) и сквозное промачивание (промывной режим) во влажные. Промывание почв избытком осадков происходит 1-2 раза в несколько лет. Такой тип водного режима присущ серым лесным почвам, черноземам оподзоленным и выщелоченным. Водообеспеченность почв неустойчивая.

4. Непромывной тип (КУ < 1). Характеризуется распределением влаги осадков преимущественно в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод. Связь между атмосферной и грунтовой водой осуществляется через слой с очень низкой влажностью, близкой к ВЗ. Обмен влагой происходит путем передвижения воды в форме пара. Такой тип водного режима характерен для степных почв - черноземов, каштановых, бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв. В указанном ряду почв уменьшается количество осадков, увеличивается испаряемость. Коэффициент увлажнения снижается с 0,6 до 0,1.

Влагооборот захватывает толщу почв и грунта от 4 м (степные черноземы) до 1 м (пустынно-степные, пустынные почвы).

Запасы влаги, накопленные в почвах степей весной, интенсивно расходуются на транспирацию и физическое испарение и к осени становятся ничтожно малыми. В полупустынной и пустынной зонах без орошения земледелие невозможно.

5. Выпотной тип (КУ < 1). Проявляется в степной, полупустынной и пустынной зонах при близком залегании грунтовых вод. Преобладают восходящие потоки влаги по капиллярам от грунтовых вод. При высокой минерализации грунтовых вод в почву поступают легкорастворимые соли, происходит ее засоление.

6. Ирригационный тип. Он создается при дополнительном увлажнении почвы оросительными водами. При правильном нормировании поливной воды и соблюдении оросительного режима водный режим почвы должен формироваться по непромывному типу с КУ, близким к единице.

Наименьшая влагоемкость (по П.С.Коссовичу)

Одним из основных водных свойств почвы является влагоемкость, под которой понимают количество воды, удерживаемые почвой. Она выражается в % от массы абсолютно сухой почвы или от ее объема.

Важнейшей характеристикой водного режима почв является ее наименьшая влагоемкость, под которой понимается наибольшее количество подвешенной влаги, которую почва способна удерживать после обильного увлажнения и стекания гравитационной воды. При наименьшей влагоемкости количество доступной влаги для растений достигает максимально возможной величины. Количество воды в почве, за вычетом той ее части, которая составляет так называемый мертвый запас, Э.Митчерлих назвал "физиологически доступной почвенной влагой".

Наименьшую влагоемкость определяют в полевых условиях при естественном сложении почвы методом заливаемых площадок. Суть метода заключается в том, что почву насыщают водой до тех пор, пока ею не будут заполнены все поры, а затем дают избытку влаги стечь под действием силы тяжести. Установившаяся равновесная влажность будет соответствовать НВ. Она характеризует водоудерживающую способность почвы. Для определения НВ выбирают площадку размером не менее 1 х 1 м, вокруг которой создают защитный бортик, обволакивают ее двойным кольцом уплотненных земельных валиков высотой 25-30 см или устанавливают деревянные или металлические рамки. Поверхность почвы внутри площадки выравнивают и покрывают крупным песком слоем 2 см для предохранения почвы от размыва. Рядом с площадкой по генетическим горизонтам или отдельным слоям берут образцы почвы для определения ее пористости, влажности и плотности. По этим данным определяют фактический запас воды в каждом из горизонтов (слоев) и пористость. Вычитая из общего объема пор объем, занятый водой, определяют количество воды, необходимое для заполнения всех пор в изучаемом слое .

Пример расчета. Площадь заливной площадки S = 1 х 1 = 1 м2. Установлено, что мощность пахотного слоя равна 20 см или 0,2 м, влажность почвы W — 20%; плотность d — 1,2 г/см3; порозность Р — 54%.

а) объем пахотного слоя: V пах = hS = 0,2 х 1 = 0,2 м3 = 200 л.

б) объем всех пор в исследуемом слое:

V пор = Vпах (Р/100) = 200 (54/100) = 108 л

в) объем пор, занятых водой при влажности, равной 20%

V вод = Vпах (W/100) S = 200 (20/100) · 1 = 40 л

г) Объем свободных от воды пор

V своб = Vпор — Vвод = 108 — 40 = 68 л.

Для заполнения всех пор в пахотном слое почвы в пределах заливной площадки потребуется 68 л воды.

Таким образом рассчитывают количество воды для заполнения почвенных пор до той глубины, на которую определяют НВ (обычно до 1-3 м).

Для большей гарантии полного промачивания количество воды увеличивают в 1,5 раза на боковое растекание.

Определив требуемое количество воды, приступают к заливке площадки. Струю воды из ведра или шланга направляют на какой-нибудь твердый предмет, чтобы избежать нарушения сложения почвы. Когда весь заданный объем воды впитается в почву, поверхность ее накрывают пленкой, чтобы исключить испарение.

Время для стекания избытка воды и установления равновесной влажности, соответствующей НВ, зависит от механического состава почвы. Для песчаных и супесчаных почв оно составляет 1 сутки, для суглинистых 2-3, для глинистых 3-7 суток. Точнее это время можно установить, наблюдая за влажностью почвы на участке в течение нескольких дней. Когда колебания влажности почвы во времени будут незначительными, не превышающими 1-2%, то это и будет означать достижение равновесной влажности, т.е.

Влагоемкость почвы полевая

В условиях лаборатории НВ для почв с нарушенным сложением можно определить методом насыщения почвенных образцов водой сверху по аналогии определения строения пахотного слоя почвы.

Ориентировочное представление о значениях НВ можно получить и по методу А.В.Николаева. Для этого произвольное количество почвы, пропущенное через сито с диаметром ячейки 1 мм, смачивают водой при тщательном перемешивании до образования текучей массы, затем часть ее (20-30 мл) выливают на гипсовую пластинку и выдерживают до тех пор, пока влажная поверхность почвы не станет матовой вследствие впитывания излишней воды пластинкой. После этого почву снимают с гипсовой пластинки и помещают в бюкс для определения влажности, которая с определенной условностью и будет соответствовать НВ.

Похожая информация:

Поиск на сайте:

Максимальная гигроскопическая влажность, максимальная молекулярная влагоемкость, нижний и верхний пределы пластичности непосредственно связаны с гранулометрическим и минералогическим составом почв и грунтов, поэтому они влияют в какой-то мере на сцепление и водопрочноеть структуры и, следовательно, на их противоэрозион-ную стойкость. Однако это влияние обычно трудно выявить вследствие воздействия других более мощных факторов.[ …]

Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) соответствует наибольшему содержанию рыхлосвязанной воды, удерживаемой сорбционными силами или силами молекулярного притяжения.[ …]

По данным ряда авторов (Вадюнина, 1973, - для каштановых почв, Умаров, 1974, - для сероземов) величина максимальной молекулярной влагоемкости соответствует влажности разрыва капилляров (ВРК). Термин введен в гидрофизику почв А. А. Роде и М. М. Абрамовой. Однако метода прямого определения ВРК нет. В практике более распространен термин ММВ. Им пользуются и в гидрогеологии.[ …]

В зависимости от того, в какой форме находится удерживаемая почвой влага, различают полную, наименьшую, капиллярную и максимально-молекулярную влагоемкость.[ …]

Породы четвертичного возраста территории АГКМ представлены песками, супесями, суглинками, глинами, характеризующимися существенно индивидуальными физико-химическими и водными свойствами-удельным и объемным весом, пористостью, максимальной молекулярной влагоемкостью, пластичностью» коэффициентами фильтрации.[ …]

Рыхлосвязанная вода. Это вторая форма физически связанной, или сорбированной, воды, называемая пленочной водой. Она образуется в результате дополнительной (к МГ) сорбции молекул воды при соприкосновении твердых коллоидных частиц почвы с жидкой водой. Это происходит потому, что почвенные частицы, сорбировавшие максимальное количество молекул гигроскопической воды (из водяного пара), полностью не насыщаются и способны еще удерживать несколько десятков слоев ориентированных молекул воды, образующих водную пленку. Пленочная, или рыхлосвязанная, вода слабоподвижна (она передвигается медленно от почвенной частицы с более толстой пленкой к частице с менее толстой пленкой).

Растениям она малодоступна. Максимальное количество рыхлосвязанной (пленочной) воды, удерживаемой силами молекулярного притяжения дисперсных почвенных частиц, называется максимальной молекулярной влагоемкостью (ММВ).[ …]

Столь высокие значения влажности, при которых осадки коммунальных стоков сохраняют приданную им форму, существенно отличают их от других дисперсных материалов, например рудных концентратов. Для последних эти значения обычно не превышают 10-12%.[ …]

Полная влагоемкость (Wmaх) – это влажность грунта, выраженная в долях единиц, при полном заполнении его пор водой.

Максимальная молекулярная влагоемкость (Wm) – способность грунта удерживать в себе пленочную или гигроскопическую воду, тесно связанную с частицами грунта.

По разности полной и максимальной молекулярной влагоемкости находят количество воды, которое может отдать грунт при дренировании. У песков эта разница называется водоотдачей (WВ). Она характеризует водообильность насыщенного водой песчаного грунта и должна учитываться при расчетах добычи подземных вод.

где Wв – водоотдача рыхлых пород, %;

Wmax – полная влагоемкости (водоемкости), %;

Wm – максимальная молекулярная влагоемкость, %.

Она характеризует, какая часть воды (%) от общего ее содержания в породе свободно стекает.

Для количественной характеристики водоотдачи служит также коэффициент водоотдачи Кв , равный отношению объема стекающей воды к объему породы, выраженный в долях единицы.

Преобразуем формулу 1.15 и получим выражение для вычисления коэффициента водоотдачи – формула 1.16:

(1.16)

где Кв – коэффициент водоотдачи рыхлых пород, доли единиц;

ε – коэффициент пористости породы доли единиц;

ρs – плотность минеральной части породы при естественной влажности, г/см3;

ρw – плотность пластовой воды, г/см3.

Wm – максимальная молекулярная влагоемкость, доли единиц.

Характеристикой водопроницаемости грунта является коэффициент фильтрации (Кф), т.е. скорость прохождения воды через грунт при градиенте напора равном единице. Коэффициент фильтрации выражают в см/сек или м/сут.

Капиллярная влагоемкость – способность грунта заполнять только капиллярные поры в результате поднятия капиллярной воды снизу, от свободного уровня воды.

Полная и капиллярная влагоемкости для одного и того же вида грунта могут значительно изменяться в зависимости от его плотности, характера сложения и структуры.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском.

Влагоемкость (влагоудержание) - свойство почвы поглощать и удерживать то максимальное количество воды, которое в данное время соответствует воздействию на нее сил и условиям внешней среды. Это свойство зависит от состояния увлажненности, пористости, температуры почвы, концентрации и состава почвенных растворов, степени окультуренности, а также от других факторов и условий почвообразования. Чем выше температура почвы и воздуха, тем меньше влагоемкость, за исключением почв, обогащенных перегноем. Влагоемкость меняется по генетическим горизонтам и высоте почвенной колонны. В почвенной колонне как бы заключена водная колонна, форма которой зависит от высоты столба почвенного грунта над зеркалом и от условия увлажнения с поверхности. Форма такой колонны будет соответствовать природной зоне. Эти колонны в природных условиях меняются по сезонам года, а также от погодных условий и колебания влажности почвы. Водная колонна изменяется, приближаясь к оптимальной, в условиях окультуривания и мелиорации почвы. Различаются следующие виды влагоемкости :

• а) полная (ПВ);
• б) максимальная адсорбционная (МАВ);
• в) капиллярная (КВ);
• г) наименьшая полевая (НВ)
• д)предельная полевая влагоемкость (ППВ).

Все виды влагоемкости меняются с развитием почвы в природе и еще более - в производственных условиях. Даже одна обработка (рыхление спелой почвы) может улучшить ее водные свойства, увеличивая полевую влагоемкость. А внесение в почву минеральных и органических удобрений или других влагоемких веществ может на длительное время улучшить водные свойства или влагоемкость. Это достигается заделкой в почву навоза, торфа, компоста и других влагоемких веществ. Мелиорирующее действие может оказывать внесение в почву влагоудерживающих высокопористых влагоемких веществ типа перлитов, вермикулита, керамзита.

Кроме основного источника лучистой энергии, в почву поступает тепло, выделяемое при экзотермических, физико-химических и биохимических реакциях. Однако тепло, получаемое в результате биологических и фотохимических процессов, почти не изменяет темммпературу почвы. В летнее время сухая нагретая почва может повышать температуру вследствие смачивания. Эта теплота известна род названием теплоты смачивания. Она проявляется при слабом смачивании почв, богатых органическими и минеральными (глинистыми) коллоидами. Весьма незначительное нагревание почвы может быть связано с внутренней теплотой Земли. Из других второстепенных источников тепла следует назвать «скрытую теплоту» фазовых превращений, освобождающуюся в процессе кристаллизации, конденсации и замерзании воды и т. д. В зависимости от механического состава, содержания перегноя, окраски и увлажнения различают теплые и холодные почвы. Теплоемкость определяется количеством тепла в калориях, которое необходимо затратить, чтобы поднять температуру единицы массы (1г) или объема (1 см3) почвы на 1оС. Из таблицы видно, что с увеличением влажности теплоемкость меньше возрастает у песков, больше у глины и еще больше у торфа. Поэтому торф и глина являются холодными почвами, а песчаные - теплыми. Теплопроводность и температуропроводность. Теплопроводность - способность почвы проводить тепло. Она выражается количеством тепла в калориях, проходящего в секунду через площадь поперечного сечения 1 см2 через слой 1 см при температурном градиенте между двумя поверхностями 1оС. Воздушно-сухая почва обладает более низкой теплопроводностью, чем влажная. Это объясняется большим тепловым контактом между отдельными частицами почвы, объединенными водными оболочками. Наряду с теплопроводностью различают температуропроводность - ход изменения температуры в почве. Температуропроводность характеризует изменение температуры на единице площади в единицу времени. Она равна теплопроводности, деленной на объемную теплоемкость почвы. При кристаллизации льда в порах почвы проявляется кристаллизационная сила, вследствие чего закупориваются и расклиниваются почвенные поры и возникает так называемое морозное пучение. Рост кристаллов льда в крупных порах вызывает подток воды из мелких капилляров, где в соответствии с уменьшающимися их размерами замерзание воды запаздывает.

Источники поступающего в почву тепла и расходования его - неодинаковые для различных зон, поэтому тепловой баланс почв может быть и положительным и отрицательным. В первом случае почва получает тепла больше, чем отдает, а во втором - наоборот. Но тепловой баланс почв любой зоне с течением времени заметно изменяется. Тепловой баланс почвы поддается регулированию в суточном, сезонном, годичном и многолетнем интервале, что позволяет создать более благоприятный термический режим почв. Тепловым балансом почв природных зон можно управлять не только через гидромелиорации, но и соответственными агромелиорациями и лесомелиорациями, а также некоторыми приемами агротехники. Растительный покров усредняет температуру почвы, уменьшая ее годовой теплооборот, способствуя охлаждению приземного слоя воздуха вследствие транспирации и излучения тепла. Большие водоемы и водохранилища умеряют температуру воздуха. Весьма простые мероприятия, например культура растений на гребнях и грядах, дают возможность создать благоприятные условия теплового, светового, водно-воздушного режима почвы на Крайнем Севере. В солнечные дни среднесуточная температура в корнеобитаемом слое почвы на гребнях на несколько градусов выше, чем на выровненной поверхности. Перспективно применение электрического, водяного и парового отопления, используя промышленные отходы энергии и неорганические природные ресурсы. Регулирование теплового режима и теплового баланса почвы вместе с водно-воздушным имеет весьма большое практическое и научное значение. Задача заключается в том, чтобы управлять тепловым режимом почвы, особенно уменьшением промерзания и ускорением оттаивания ее.

Задание 2. Определить максимальную молекулярную (адсорбционную) влагоемкость методом А.Ф. Лебедева.

Максимальной молекулярной влагоемкостью (ММВ) называется наибольшее количество гигроскопической пленочной воды, удерживаемой частицами почвы за счет сил молекулярного притяжения.

Метод ее определения основан на удалении влаги сверх ММВ с помощью пресса.

Порядок проведения работы

Взять 10–15 г почвы, просеянной через сито d= 1мм (мелкозем), в фарфоровую чашку, смочить водой до полного насыщения и тщательно перемешать шпателем.

На лист фильтровальной бумаги, покрытой куском марли, положить металлическое кольцо с внутренним отверстием диаметром 4–5 см и равномерно намазать шпателем переувлажненную почву, заполнив отверстие кольца.

После снятия кольца на фильтровальной бумаге остается кружок почвы, равный толщине кольца. Этот кружок покрыть кусочком марли и переслоить сверху и снизу фильтровальной бумагой (в 20 листов).

Приготовленные таким образом кружочки почвы (5–6 штук) поместить между деревянными прокладками под пресс на 30 мин под давлением около 100 кг/см 2 . В результате в почве останется лишь молекулярная вода.

По окончании прессования кружок почвы быстро очистить от приставших волокон бумаги или марли и перенести во взвешенный стаканчик.

Стаканчик с почвой взвесить и просушить в термостате при температуре 100–105 ºС до постоянного веса.

Охлажденный после сушки стаканчик с почвой взвесить с точностью до 0,01 г.

ММВ вычислить по формуле:

где А – масса стакана с сырой почвой, г;

В – масса стакана с абсолютно сухой почвой, г;

С – масса пустого стакана.

Величина ММВ имеет те же зависимости от свойств почвы, что и максимальная гигроскопическая влажность. Она является постоянной для каждой почвы и содержит в себе весьма труднодоступную влагу для растений. ММВ составляет ориентировочно 7–9 % от массы почвы.

Задание 3. Определить капиллярную влагоемкость почвы (кв).

Капиллярная влагоемкость – максимально возможное содержание капиллярной воды в почве (без перехода ее в гравитационную). Она фактически определяет запасы так называемой продуктивной влаги и водные условия жизни растений. Ее величина зависит от механического и структурного составов почвы, содержания гумуса и состава солей.

Порядок проведения работы

Взвесить пустой цилиндр с сетчатым дном и вложенным в него кружочком фильтровальной бумаги с точностью до 0,1 г.

Наполнить цилиндр до половины объема воздушносухой почвой, уплотняя постукиванием о ладонь, и взвесить цилиндр с почвой.

Поставить цилиндр с почвой в ванночку с водой на фильтровальную бумагу так, чтобы вода была выше уровня дна цилиндра на 0,5 см.

После насыщения, когда поверхность почвы в цилиндре увлажнится, вынуть цилиндр из ванночки, промокнуть дно и взвесить.

КВ =
,

где КВ – капиллярную влагоемкость, %;

С – масса цилиндра с почвой после насыщения, г;

В – масса цилиндра с воздушно-сухой почвой, г;

А – масса пустого цилиндра, г.

Капиллярная влагоемкость, определенная в полевых условиях для конкретной разновидности почв при глубоких грунтовых водах, называется наименьшей влагоемкостью (НВ). Наименьшая влагоемкость характеризует максимальную водоудерживающую способность почвы при промачивании ее сверху. Величина наименьшей влагоемкости зависит от целого ряда характеристик почвы, главным из которых является механический и структурный составы и содержание гумуса.

Наименьшая влагоемкость имеет важное значение в орошаемом земледелии. По ее величине рассчитывают сроки поливов, поливные и промывные нормы, определяют водоотдачу, продуктивную влагу и т.д.

При увлажнении до наименьшей влагоемкости в почве содержится максимальное количество доступной для растений влаги, т.к. 55–75 % пор почвы заполнены водой.

Полная влагоемкость (ПВ) – это максимальное содержание воды в почве, равное объему всех пор, трещин и пустот. Она характеризует водовместимость почвы. Полную влагоемкость можно рассчитать по общей пористости почвы: ПВ = S, % от объема почвы и ПВ = , % от массы абсолютно сухой почвы, где S – общая пористость, % объема; d – объемная масса почвы, г/см 3 .

Данные водных свойств почв записать в табл. 1.