Измерение испарения с поверхности почвы

Почвенная влага, ее испарение, измерения

Почвенная влага – важнейший фактор роста и развития расте­ний. Поглощенная корнями, она несет с собой минеральные вещества, поддерживает тургор, идет на по­строение органических соединений.

Поэтому ее наличие во всем корнеобитаемом слое контролируется в течение всего веге­тационного периода. Осуществляется это прямыми и косвенными методами. Первыми количество воды определяется непосредственно. Косвенными оно определяется за счет изменения тех пли иных физических свойств почвы, связанных со степенью ее увлажнения.

Прямым, ставшим уже классическим методом полевых опре­делений является термостатно-весовой. Почвенным буром АМ-16 в этом случае почва отбирается через каждые 10 см до глубины 50 или 100 см в четырехкрат­ном повторности. Из нижней трети бурового стакана каждого слоя почвенный образец помещается в алюминиевый стаканчик и закрывается крышкой. После отбора стаканчики с почвой с точностью до 0,1 г взвешиваются. Каждый из них уже имеет номер, известную массу в пустом виде и записан в специальном журнале.

После взвешивания стаканчики с открытыми крышками помещаются в термостат и при температуре 100-105 °С сушатся до тех пор, пока их масса при следующем взвешивании не будет отличаться от предыдущего не более чем на 0,1 г. Обычно продолжительность сушки супесчаных почв составляет 6-7, суглинистых – 7-8 часов. Результаты взве­шивания записываются, а затем по разности масс влажной и сухой почвы вычисляется ее влажность:

W = (m1 – m2) : m2 х 100, %,

где W – влажность почвы в процентах от сухой навески почвы;

m1 – масса образца почвы до просушивания, г;

m2 – масса образца почвы после просушивания, г.

Между абсолютным содержанием воды в почве (мм) и ее влажностью, выраженной в относительных единицах (%), существует зависимость:

где Н – абсолютное содержание воды в почве, мм;

d – объемная масса сухой почвы, г/см 3 ;

h – толщина слоя почвы, для которой вычисляется запас воды, см.

Не вся почвенная влага усваивается растениями. Та ее часть, которая используется, называется продуктивной. Количество продуктивной влаги определяется по формуле:

где Wпр – запас продуктивной влаги, мм;

d – объемная масса абсолютно сухой почвы. г/см 3 ;

h – толщина слоя почвы, см;

w – влажность в процентах от абсолютно сухой почвы;

K – влажность устойчивого завядания в процентах от абсолютно сухой почвы.

Продуктивная влага корнеобитаемого слоя, слоя 0-100 см и более определяется как сумма запасов влаги в 10-ти сантиметровых слоях почвы:

Сумма Wпр = W(0-10) + W(10-20) + W(20-30) + и т.д.

Испарение –переход жидкого вещества в газообразное. Скорость испарения вы­ражается высотой слоя воды (мм), испарившейся в единицу вре­мени. Слой воды высотой 1 мм, испарившийся с площади 1 м 2 , соответствует массе воды 1 кг. Интен­сивность испарения зависит от многих факторов, а в первую оче­редь от температуры испаряющей поверхности, насыще­нности воздуха водяным паром и скорости ветра.

Испарение воды растениями называется транспирацией. Коли­чество воды, необходимое растениям для образования одной еди­ницы массы сухого вещества – коэффициент транс­пирации (табл. 6.1). Он зависит от вида и сорта растения, состояния и фазы его развития, окружающей среды (температуры и влаж­ности воздуха, почвы и др.).

Таблица 6.1 – Ориентировочные значения транспирационных коэффициентов различных культур (А.П. Лосев, 1994)

Испарение из почвы определяется почвенными ис­парителями. В зависимости от назначения они имеют разную кон­струкцию. Наиболее распространен почвенный испаритель ГГИ-500-50 (рис. 6.1). Он состоит из внутреннего цилиндра (1), внешнего цилиндра-гнезда (2), водосборного сосуда (7) и двух ручек (4) для переноски испарителя. Почвенный монолит помещают в цилиндр (1). В комплект испарителя входят весы, подъемное устройство и почвенный дождемер.

Испарение вычисляют по формуле Е = 20(g₁-g₂) – m + r,

где E — испарившийся слой воды между двумя взвешиваниями, мм; 20- множитель для перевода количества испарившейся воды из килограммов в миллиметры; g₁ и g₂ – масса монолита соответственно в предыдущий и те­кущий сроки измерений, кг; m – количество воды, просочив­шейся в водосборный сосуд, мм; r – количество выпавших осадков за время между взвешиваниями, мм.

Рисунок 6.1 – Почвенный испаритель ГГИ-500-50 (по М.Д. Павловой, 1974)

1. Определить влажность почвы в процентах по данным таблицы

2. Вычислить запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-50 см, если ее влажность равна 26 %, коэффициент завядания 11,5 %, объемная масса почвы 1,2 г/см 3 .

3. Вычислить коэффициент завядания слоя почвы 0-20 см, если ее объемная масса 1,1 г/см 3 , влажность почвы 32 %, запасы продуктивной влаги 44 мм.

1. Что называется влажностью почвы, в каких единицах она выражается?

2. Какую подготовительную работу следует провести для опре­деления влажности почвы на заданном поле?

3. Написать формулу для расчета влажности почвы термостат­но-весовым методом.

4. Как перевести относительную влажность почвы в продуктив­ную влагу для данного слоя почвы?

5. Какие агрометеорологические константы используются в этих расчетах?

6. Для какой цели определяют влажность почвы и проводят расчет продуктивной влаги

Источник

Основные приборы и методы измерения величины испарения. Испарительные бассейны. Почвенный испаритель

Испарение непосредственно измеряется испарителями или же вычисляется по уравнениям теплового и водного баланса, а также по другим теоретическим и опытным формулам.

Практически оно обычно характеризуется толщиной испарившегося слоя, воды, выраженного в миллиметрах.

Для измерения испарения с водной поверхности применяются испарительные бассейны площадью 20 и 100 м кв., а также испарителями с площадью поверхности 3000 см кв. Испарение в таких бассейнах и испарителях определяется по изменению уровня воды с учетом выпадения осадков.

Испарение с поверхности почвы измеряется почвенным испарителем с площадью испаряющей поверхности 500 см кв. (рис. 5.10). Этот испаритель состоит из двух металлических цилиндров. Внешний установлен в почве до глубины 53 см. Во внутреннем цилиндре находится почвенный монолит с ненарушенной структурой почвы и растительностью. Высота монолита 50 см. Дно внутреннего цилиндра имеет отверстия, через которые стекает избыток воды от выпавших дождей в водосборный сосуд. Для определения испарения внутренний цилиндр с почвенным монолитом каждые пять дней вынимают из внешнего цилиндра и взвешивают.

1 – внутренний цилиндр;
2 – внешний цилиндр;
3 – водосбор.

При этом испарение рассчитывают по формуле:

Коэффициент 0,02 служит для перевода весовых единиц (г) в линейные (мм).

Измерение испарения по почвенному испарителю производится только в теплое время года.

Определить испарение по данным наблюдений: 1 августа монолит весил 42450 гр, 6 августа 42980гр. С 1 по б августа выпало 28,4 мм осадков.

Просачивающейся воды в водосборном сосуде не было. Испарение вычисляют по формуле

где р₁ и р₂ – масса монолита в предыдущий и последующий сроки измерения в граммах;
r₁ – количество осадков по почвенному дождемеру, мм;
r₂ – количество воды, просочившейся в водосборный сосуд между сроками наблюдений, в мм.

1. Характеристики влажности воздуха.
2. Дайте определение упругости водяного пара.
3. Что такое точка росы и как она определяется.
4. Приборы для определения влажности воздуха
5. Охарактеризуйте годовой и суточный ход относительной влажности воздуха
6. Факторы, влияющие на интенсивность испарения
7. Испарение с поверхности воды, почвы и растений.
8. Дайте определение транспирации.
9. Приборы и методы измерения величины испарения.

Источник

Способ измерения испарения воды с поверхности почвы

ЦТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа измерения испарения воды с поверхности почвы.

К авторскому свидетельству В. П. Попова, заявленному

8 мая 1929 года (заяв. свид. № 46733).

О выдаче авторского свнлстельства опубликовано 30 ноября 1934 года. (384) С целью приближения испарения влаги с поверхности исследуемого монолита почвы к естественным условиям, по предлагаемому способу монолит почвы помещают в испаритель (ящнк с ситообразным дном), который из эвапориметрнче, ского положения ставят на некоторый период в лизиметрическое положение, измеряя йри этом разность показаний при взвешивании.

Способ поясняется чертежом, на котором фиг. 1 представляет наружный вид испарителя в эвапориметрическом положении, фиг. 2 — то же, в положении лизиметрическом, и фиг. 3 — струг для вырезки монолитов почвы.

Испаритель представляет собою два плотно входящих друг в друге цилиндра из оцинкованного железа, из которых внутренний а заряжается монолитом почвы, т. е. куском почвы с ненарушенным строением, и является исварителем в собственном смысле слова (илн лизиметром), наружный же цилиндр б зарывается в почву и служит футляром для испарителя. Футляр своим краем выступает на 5 мм над поверхностью почвы и тем предохраняет внутреннюю поверхность от загрязнения. К внешней поверхности футляра, на расстоянии 8 см от верхнего края и на равных расстояииях друг от друга, под прямым углом кфутляру, приделаны три лапки A., при помощи которых футляр укрепляется в почве.

Внутренний цилиндримеет выступ над поверхностью почьы высотою в 15,мл.

К верхнему краю выст -па прикреплен щиток е, закрывающий щель между цилиндрами. Над выступом пмеются ушки г с отверстиями, куда вставляются крючки ручек р при выемке приборов для взвешивания. При установке испарнтелей в футляры, закрйтые в землю, поверх-! ность монолита находится иа одном уровн» с поверхностью окружающей почвы. Оба цилиндра укреплены вверху . железными кольцами с и d.

Струг для вырезки монолитов почвы имеет следующее устройство (фиг. 3). Нижнюю часть струга составляет круг, лый железный нож f, к верхнему краю которого прпделывается при помощи заклепок цилиндрической формы каркас,, состоящий из двух параллельно распо-! ложенных железйых колец g u h. Нож и нижнее кольцо g соединены между

; собою неподвижно прн помощи четырех ! железных полос l верхнее кольцо h—

) отъемное. Пластинки и, ндушие к коль цу Ь от кольца g, сочленены с последl ним шарнирно. Расстояния между кольцами и ножом — по 8 см. Сбоку к каркасу приделывается отвес, дающий стругу вертикальное направление. К верхней части ножа прикрепляется заклепками круглая железная ручка и, при помощи которой струг вдавливается в землю.

Внутри каркаса помещается цилиндр о в 25 см высоты, сделанный из листовой латуни толщиною 0,5 ым. Цилиндр своей иижней частью входит на 1 сл в верхкюю часть ножа, где для этой цели кмеется выемка в 1 мм-толщиною. Откидные пластинки и струга прижимаются к цилиндру о, при этом имеющиеся на конце пластинок штифты входят в соответствующие отверстия цилиндра, после чего сверху. надевается отъ.емиое кольцо h, которое придавливает .кластинки к цилиндру, и цилиндр, таким образом, прочно укрепляется в струге, Вырезывание монолита, т. е. почвенкого цилиндра с ненарушенным строением, ведется следующим образом. Перед вырезыванием на выровненной площадке лопатой грубо окапывается монолит несколько большего диаметра, затем накладывается сверху струг вместе с латунным цилиндром. Нажиманием на ручку струга последний сравнительно легко продвигается в глубину, прк этом строго вертикальное углублекие струга необходимо непрерывно корректировать ао отвесу. После наполнения всего цилиндра землею сверху надевается латунная крынка, и монолит снизу подрезывается прн помощи мягкой проволоки или ножовки. Затем цилиндр вместе е монолитом поворачивается, устанавливается на крышку и освобождается из етруга, причем нижняя поверхность монолита счищается ножом вровень с краем цилиндра. Заряженный таким образом цилиндр закрывается второй крышкой и уносится в закрытое помещение, где производится зарядка монолитом испарителя.

При измерении испарения воды с поверхности почвы rro предлагаемому способу применяют две пары испарителей.

Внутренние цилиндры обеих пар по своему устройству совершенно тождественны. Высота их, считая от нижней части отверстия ливнеотвода до дна, равна 25 см. Дно представляет собою сито s из латунной проволоки, днаиетром в 0,15 мм, с ячейками в 1 мм .

Один из наружных цилиндров также имеет ситообразное дно. При установке в него внутреннего цилиндра сита плотно прилегают друг к другу.

Второй наружный цилиндр Ь высотой на 5 см больше первого, имеет глухое дио из оцинкованного железа, на которое устанавливается водосборный сосуд с воронкообразным верхом, а затеи внутренний цилиндр а.

После зарядки внутренних цилиндров монолитами почвы все сита натиравтся землею, взятой в почве на глубине 25 см.

Для установки наружных цилиндров

Ь и b, т. е. футляров, лопатой или бу. ром приготовляют скважины несколько большего диаметра, чем наружные цилйндры. Дно скважины наружного цилиндра Ь с ситом э должно быть тщательно выровнено и разрыхлено для того, чтобы сито плотно легло на дно скважины.

1Цель между скважиной и внешней поверхностью цилиндров засыпается размельченной землей, которая затем утрамбовывается.

Наблюдения над испарением с поверхности почвы заключаются в ежедневном взвешивании внутренних цилиндров а.

После взвешивания каждый раз меняют места внутренних цилиндров, поэтому испарителем в собственном смысле слова бывают попеременно то один, то другой цилиндр, в данный же момент цилиндр, установленный s наружном цилиндре с глухим дном (эвапориметрическое положение). В то же время другой внутренний цилиндр, являясь лизиметром, благодаря капиллярному замыканию монолита с глубже лежащими слоями почвы,. в отношении запаса влаги выравнивается с окружающей средой (лизиметрическое положение). Разность в показаниях испарителя в положении эвапориметрическом и лизиметрическом определяет величину просачивания воды из монолита в глубже лежащие слои почвы или, наоборот, притока из глубже лежащих слоев в монолит.

Способ измерения испарения воды с поверхности почвы, отличающийся тем, что, с целью приближения испафиг. Е

Эксиерт А. В. Уткин

Редактор П. А. Петрэв

Тни., П ромполнграф. Тамбовская 12 53ак.!4 1444 рення влаги с поверхности исследуемого литом почвы, из 1эвапориметрического монолита к естественным условиям, ящик положения на некоторый период времени с ситоооразным дном, заряженный моне-, ставят в положение лизиметрическое

Источник