Абсолютная влажность почвы определяется по формуле

Определение влажности почвы и грунта: методы и приборы

Основной показатель присутствия влаги в почве – влажность. Это процентное соотношение воды и сухой массы в грунте. Методы вычисления влажности классифицируются на несколько групп:

Первая – изъятие образцов земли и измерение влажности в лабораторных условиях.
Вторая – использование приборов, установленных в грунте при естественном залегании.

Зачем измерять влажность почвы и грунта

Во время вегетации в клетках и тканях растений содержится 70-90% воды. Влага – основной фактор, оказывающий влияние на плодородность земли.

Влажность почвы определяют для того, чтобы узнать:

количество содержания влаги в земле;
структуру грунта: плотность, эластичность;
какие удобрения необходимы для грунта;
какая культура может выращиваться на определенном участке;
предупредить выветривание земли из-за чрезмерной сухости;
определить способность грунта к сельскохозяйственным, агротехническим процессам.

Для полноценного развития растений, тканям и клеткам нужно получать необходимое количество воды, особенно во время роста. В этих целях и необходимо определить влажность грунта.

Опасность переизбытка и недостатка влаги

Переизбыток влаги может привести к отмиранию корневой системы, замедлению микробиологических процессов.

Недостаток – снижению урожайности плодовых и овощных культур, к их засухе и гибели.

Методы определения содержания влаги в почве и грунте

Существует 5 способов проверки количества воды в грунте. Самые популярные из них:

Гравиметрические – основаны на получении воды из грунта посредством химической реакции и испарения. Более точные результаты достигаются с использованием сушильной емкости.
Электромагнитные – связаны с действием влажности на электрические характеристики земли. Существует множество сенсоров, реагирующие на поляризацию, сопротивление или на два свойства одновременно. Приборы широко используются для определения влаги в верхнем слое, при глубинных исследованиях четкая корреляция отсутствует.
Микроволновые – базируется на низкой тепло- и электропроводности воды, характеристики излучения связаны с влагоемкостью. Минус – высокая цена приборов.
Тензометрический – основан на возможности грунта впитывать влажность. Устройства определяют колебания влагоемкости земли. Ноль означает, что грунт насыщен водой.
Термический – связан с тепловой инерцией почвы, ее влажности. Диагностика выполняется посредством портативных приборов.

На заметку! Среди отечественного производства, одним из самых эффективных и результативных приборов для определения влажности почвы признан влагомер МГ-44 . Он позволяет получить быстрые и более точные результаты, сравнительно с аналогичными приборами.

Определение влажности «на ощупь»

Самый достоверный способ определения количества воды в земле – лабораторный. Но, если у собственника участка нет оборудования, проверить состояние почвы он может «на ощупь». Нужно взять немножко земли, сдавить ее. Сделать заключение можно, опираясь на эти данные:

Порошкообразный грунт — 0% влаги
Не собирается в комок и не скатывается — меньше 20%
В комок собирается , но при подкидывании разлетается — 20-50%
Скатывается в твердый шар , при надавливании эластичен, быстро слипается — 75-100%

Хороший показатель – от 70%.

Внимание! На песчаниках скомканные шарики ломкие и рыхлые независимо от уровня влажности.

Самый быстрый способ измерения влажности

На основе электромагнитного метода измерения содержания влаги в земле изготавливаются разные устройства для садоводов, огородников и фермеров.

Самый популярный и востребованный среди влагомеров – модель МГ-44 . Прибор предназначен для определения относительного содержания воды в почве посредством радиочастотного чувствительного датчика.

Измерение влажности выполняется с применением косвенного метода, основанной на связи диэлектрических характеристик среды с ее влажностью. Повышение диэлектрических свойств исследуемого материала, говорит об увеличении количества воды в грунте.

Прибор МГ-44 предназначен для регионов с умеренными климатическими условиями. По защищенности от механического воздействия, влагомер имеет простое исполнение, корпус сделан из пластика, датчик из стали. В месте установки устройства допускается присутствие агрессивной среды, паров и газов, не превышающих допустимые норма согласно СН-245-71.

Важно! Преимущество прибора МГ-44 – высокая эффективность измерений, простота использования, возможность быстро получить результаты.

4 совета для получения точных результатов измерений

Точные измерения можно получить, следуя простой инструкции:

После удобрения земли, использовать влагомер можно через 3 суток.
Землю, которую будут проверять, нужно заранее полить.
В месте нахождения щупа почву утрамбовать.
Сделать 3 замера и определить среднее значение.

По окончанию измерений стержень устройства нужно хорошо обработать. Он должен содержаться в чистоте.

Норма влаги в грунте – 70-80%. Переизбыток влажности, как и недостаток отрицательно влияет на культуры. Влагомер МГ-44, специально изготовленный для определения влажности почвы и других методов, позволяет своевременно привести землю в порядок. В результате фермер получит хороший урожай плодовых, овощных культур.

Источник

«Определение влажности и влагоемкости почв»

Методическая разработка практического занятия по дисциплине «Основы мелиорации и ландшафтоведения» предназначена для преподавателей. В разработке приведены план проведения занятия «Определение влажности и влагоемкости почв», вопросы и задания для самостоятельной работы, методика проведения лабораторных опытов.

Содержимое разработки

«Темниковский сельскохозяйственный колледж»

проведения практического занятия

Основы мелиорации и ландшафтоведения

Тема: «Определение влажности и влагоемкости почв»

на заседании предметной заместитель директора по

(цикловой) комиссии учебной работе

профессионального цикла ______________ Л.В.Щербакова

по специальностям «Землеустройство»,

Протокол № ___ от ______ 20___г.

Методическая разработка практического занятия «Определение влажности и влагоемкости почв» для студентов средних специальных учебных заведений. /Сост. Сергеева Л.Ю.– Темников, 2018. – 12 с. (0,8 п. л.)

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА занятия

Преподаватель: Сергеева Любовь Юрьевна

Дисциплина: Основы мелиорации и ландшафтоведения

Группа: 221 специальность «Землеустройство»

Тема: Определение влажности и влагоемкости почв.

Цель: C формировать представление о влажности и влагоемкости почв.

— обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по определению и анализу элементов водного баланса почвы и способам его регулирования;

— формирование умений применять полученные знания по определению влаги в почве на практике;

— развитие интеллектуальных умений;

— выработка самостоятельности, ответственности, точности, творческой инициативы.

Основные понятия: доступность влаги для растений; механизм передвижения воды и солей в почве; роль воды в почвообразовании; константы почвенной влажности; абсолютная и относительная влажность; полная и наименьшая влагоемкость; водопроницаемость; водный баланс активного слоя почвы;

Межпредметные связи: биология, химия, почвоведение, геология, гидрология.

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЛАЖНОСТИ И ВЛАГОЕМКОСТИ ПОЧВ

Вода является важнейшей составной частью почвы. Её роль в образовании, развитии почвы, плодородия — огромно.

Исключительно большое участие принимает вода в процессах выветривания горных пород.

Важную роль играет вода в почвообразовании: в синтезе и разложении органических веществ, в передвижении различных элементов в почвенной толще, в формировании почвенных горизонтов, и т.д.

В почве может содержаться вода в капельно-жидком, твердом (в виде льда), а также в парообразном состояниях. Некоторое количество воды всегда адсорбировано почвенным материалом в силу физико-химических взаимодействий, а также находится в химически связанной (кристаллизационной) форме. Относительное содержание воды в том или ином её состоянии обусловлено многими факторами, среди которых, — время года и температура, глубина почвенного горизонта, защищенность почвы от воздействий климатических факторов, строение почвы, присутствие в почве водоносных горизонтов и др. Поэтому применительно к почве говорят о наличии и количестве в ней влаги, имея в виду содержание воды во всех агрегатных состояниях. Количество влаги в почве очень изменчиво во времени и зависит от поступления воды в почву и её расходования.

Поступление влаги в почву происходит с атмосферными осадками, паводковыми, грунтовыми и поливными водами, а расходование- при испарении, транспарации, стоке и др. Соотношение этих процессов определяется климатическими явлениями, временем года, положением почвы в рельефе местности, наличием и характером растительного покрова, хозяйственной деятельностью человека. Помимо перечисленных факторов, внешних по отношению к почве, её влажность зависит и от свойств самой почвы — водных свойств, к которым относятся влагоемкость и водопроницаемость, а также от состояния поверхности почвы.

Почвенная влага является практически единственным источником влагообеспечения наземных растений, Поэтому влажность почвы определяет продуктивность культурных и природных фитоценозов, регулирует состав последних, а также состав связанных с ними зоо- и микробиоценозов. Почвенная влага оказывает огромное влияние на перемещение веществ в ее профиле.

Особенности водного режима почв обуславливают; в одних случаях, элювиальные процессы (за счет выноса растворенных или взвешенных веществ с нисходящим гравитационным током влаги), а других процессы накопления солей и засоления (за счет восходящих потоков влаги, содержащей растворенные вещества, в силу транспирации и капиллярных явлений). С колебаниями влажности связаны процессы превращения веществ в почве (их растворение и кристаллизация, окисление и восстановление), а также набухание и усадка почвенной массы.

Степень увлажнения оказывает большое влияние и на морфологические свойства почвы — на усиление или ослабление интенсивности окраски, плотность, сложение и связность почвенной массы, степень выраженности структуры и др.

Таким образом, изучение влажности почвы в ее сезонной и многолетней динамике — необходимая часть экологических, агропочвенных, почвенно-генетических исследований. Это изучение включает, во-первых, собственно наблюдения за динамикой влажности, которые складываются из суммы единичных измерений влажности за некоторый отрезок времени, и, во-вторых, обработку и интерпретацию полученного материала.

Влажность почвы характеризуется отношением массы содержащейся в почвенном образце влаги к массе подготовленного (измельченного, не содержащего посторонних включений) и высушенного образца и выражается обычно в процентах. Для измерения влажности используют как прямые, так и косвенные методы.

Основным, наиболее распространенным и надежным, прямым методом определения влажности почвы в лабораторных условиях является термостатно-весовой метод, широко описанный в литературе. Термостатно-весовой метод определения влажности заключается в измерении веса влаги, содержащейся в образце. При этом подготовленный почвенный образец высушивают в термостате при температуре 105 0 С в течение 3-4 часов, а определенный взвешиванием вес влаги относят к единице массы почвы.

Краткие теоретические сведения.

Влажность почвы характеризуется количеством воды, содержащейся в почве в момент определения. Различают влажность абсолютную и относительную.

Абсолютной влажностью называется содержание воды в процентах к массе (весу) или объему сухой почвы. Для определения абсолютной влажности навеску почвы высушивают до постоянной массы и рассчитывают по формуле:

Wm- абсолютная массовая влажность в процентах;

Мв- масса воды в образце;

Мп- масса сухой почвы;

100- коэффициент для расчета в процентах.

Относительная влажность— это отношение содержания влаги в данный момент к количеству воды, насыщающей почву до её наименьшей влагоемкости. Относительная влажность рассчитывается по формуле:

W отн =Wабс ⋅100%/ НВ , где

Wотн — относительная влажность;

Wабс- абсолютная влажность;

НВ- наименьшая влагоемкость;

100- коэффициент для расчета в процентах.

Относительная влажность характеризует степень насыщенности почвы водой по сравнению с пористостью или наименьшей влагоемкостью.

Влагоемкостью называется способность почвы вмещать и удерживать в своих порах то или иное количество влаги. Влагоемкость обычно выражают в процентах к массе сухой почвы. Величина ее зависит от свойств почвы, а также от количества влаги в ней. Влагоемкость тем больше, чем выше порозность почвы, особенно капиллярная, чем выше содержание в почве глинистых минералов и органических веществ. Влагоемкость тесно связана с видами воды в почве. В зависимости от количества удерживаемой воды и ее подвижности выделяют несколько видов влагоемкости: максимальную, молекулярную наименьшую, капиллярную и полную.

Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) — наибольшее количество рыхло связанной воды, удерживаемое сорбционными силами или силами молекулярного притяжения.

Наименьшая влагоемкость или предельно-полевая (НВ или ППВ) — характеризуется наибольшим количеством подвешенной влаги (т.е. влаги, не связанной капиллярно с грунтовой водой), которое может удерживать почва. Влага, поступившая в почву сверх величины наименьшей влагоемкости, стекает в нижележащие слои почвы.

Капиллярная влагоемкость (КВ) — это максимальное количество воды, которое удерживает почва в капиллярных порах при близком залегании зеркала грунтовых вод. Иными словами, капиллярная влагоемкость соответствует содержанию в почве капиллярно-подпертой воды.

Полная влагоемкость (ПВ) — наибольшее количество воды, которое может вместить почва при полном заполнении всех пор водой.

Влажность можно выразить и в процентах от содержания влаги, отвечающего тому или иному виду влагоемкости, что позволяет сравнивать по влажности почвы с различными водно-физическими свойствами. Например, влажность может быть выражена в процентах от полной влагоемкости, от влажности завядания и др. Такая форма выражения влагоемкости называется относительной.

Запас влаги в почве — абсолютное количество воды, содержащееся в определенном слое почвы. Запас влаги может выражаться в тоннах (кубометрах) на 1 га или в миллиметрах водного столба.

В зависимости от запасов влаги в почве различают также следующие типы увлажнения почвы.

Обильный тип увлажнения характеризуется полной (максимальный) капиллярной влагоемкостью. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы: от 400-200 мм (весной) до 235-110 мм (летом). Местообитания — мокрые или сырые (встречаются условия плохой и удовлетворительной аэрации) в растительном покрове господствуют гигрофиты. Характерны для высокотравянистых низинных болот, а также сфагновых верховых болот.

Устойчивый тип увлажнения характеризуется средней капиллярной влагоемкостью. Запасы продуктивной влаги составляют от 230-140 мм до 115-70 мм. Местообитания — влажные или свежие, в растительном покрове. Имеются затруднения в водоснабжении, но напряженность засух невелика. Характерна для таежной зоны — почв лесов-черничников, кисличников, крупнозлаковых настоящих лугов.

Переменный тип увлажнения характеризуется наименьшей влагоемкостью. Запасы продуктивной влаги составляют от 150-110 мм до 60-10 мм. Место обитания — сухие и крайне сухие, в растительном покрове господствуют ксерофиты и психрофиты; мезофиты, если представлены, то сильно угнетены. Для данного типа увлажнения можно, в свою очередь, выделить несколько подтипов, охватывающие от таежных лесов-брусничников, пустошных (психрофильных) лугов, лишайниковых лесов, до скалистых мест с преобладанием накипных лишайников, где растения вегетируют, пока идет дождь и некоторое время позже.

Взятие почвенных образцов и подготовка к их анализу.

Наиболее распространенным методом отбора смешанных почвенных образцов является метод «конверта». Данный метод применяется для исследования почвы гумусового горизонта. При этом из точек контролируемого участка берут пять образцов почвы. точки должны быть расположены так, чтобы, мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта ( длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5-10м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см, что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг ( по объему около 0,5 л), но не менее 0,5 кг.

Почвенные образцы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешочки, и прилагают к нему этикетку (сопроводительный талон), в которой указывают:

• место взятия образца (адрес, номер пробной площадки);

• номер образца и дату (час) отбора, горизонт или слой, глубину взятия пробы;

• характер метеорологических условий в день отбора пробы;

• особенности, обнаруженные во время отбора пробы (освещение солнцем, применение удобрений, наличие близлежащих свалок и мусора, сточных канав и др.) Образцы помещают в эмалированную кювету (поддон, кастрюлю) слоем высотой около 2 см, смешивают, отбирают и отбрасывают камни, корни и части растений, почвенных насекомых и червей, инородные включения. Масса одного объединенного образца составляет около 1 кг. При необходимости почву измельчают в агатовой либо яшмовой ступке до отдельностей размером не более 1-2 мм. Далее в лабораторных условиях смешанный образец доводят до воздушно-сухого состояния, выдерживая его при температуре 100-105 ◦ С в течение не менее 3 час. в сушильном шкафу (духовке) в эмалированной кювете. В случае приближенной оценки, например, при работе в полевых условиях, и невозможности провести взвешивание образцов, допускается, с точностью до нескольких процентов, считать сухой почву, находящуюся в воздушно-сухом состоянии, т. е. сухую наощупь и легко рассыпающуюся.

Высушенный и охлажденный до комнатной температуры почвенный образец просеивают через сито с размером ячеек 1-2 мм. Образец почвы, просеянный через сито, используется в дальнейшем для химического и элементного (но не биологического) анализа. Хранят подготовленные таким образом почвенные образцы в полотняных мешочках в сухом месте. Срок хранения образцов не ограничен.

Требования (меры безопасности):

1. Перед началом работы одеть рабочий халат, для предотвращения попадания кислот, почвы на одежду.

2. При работе с почвой не размахивать руками, чтобы избежать попадания почвы в глаза.

3. Включая сушильный шкаф не браться за вилку или оголенный шнур мокрыми руками.

4.Проводить работу не превышая температурных рамок.

5.После окончания работы выключить сушильный шкаф (вытащив вилку из розетки).

6.После окончания работы убрать за собой рабочее место.

Цель работы: исследовать влажность и влагоемкость почвы, а также определить структуру и состав почвы.

Оборудование и реактивы: весы аналитические, разновесы, бюкс, эксикатор с СаСl₂, сушильный шкаф, шпатель, цилиндр с сетчатым дном, линейка, фильтровальная бумага, ванночки с водой и подставками, стеклянные палочки.

Опыт 1. Определение влажности Алюминиевый или стеклянный стаканчик (бюкс) просушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 100…105 0 С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. В этот стаканчик насыпают около 5 г воздушно-сухой почвы. Слой почвы в бюксе не должен превышать 5мм. Стаканчик с почвой взвешивают на тех же весах и с такой же точностью. Почву в стаканчике сушат в сушильном шкафу 5 часов, после чего стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе с СаСl₂ и взвешивают. Затем просушивают снова около 2-х часов. Если разница во взвешивании после первой и второй сушке не превышает 0,003г, то просушивание заканчивают. Результат взвешивания записывают в таблицу 1, а влажность W вычисляют по формуле:

W = b−c/ c−a ⋅ 100%, где

а— масса пустого стаканчика, г;

b— масса стаканчика с почвой до высушивания, г;

с— масса стаканчика с почвой после высушивания, г.

Источник