Определение влажности почвы термостатно весовым методом

Контроль запасов продуктивной влаги в почве – как это делается

Почему стоит проверить, не испытывает ли жажды ваша почва

Почвенная влага является практически единственным источником влагообеспечения наземных растений. Изучение влажности почвы в ее сезонной и многолетней динамике — необходимая часть экологических, агропочвенных, почвенно-генетических исследований.

Влажность почвы характеризуется отношением массы содержащейся в почвенном образце влаги к массе подготовленного и высушенного образца и выражается обычно в процентах.

Основным, наиболее распространенным и надежным методом определения влажности почвы в лабораторных условиях является термостатно-весовой метод. Термостатно-весовой метод определения влажности заключается в измерении веса влаги, содержащейся в образце.

Отбор образцов для определения влажности производят в полевых условиях по генетическим горизонтам почвенного разреза, или из скважин через каждые 10 см с помощью почвенного бура или лопаты, на глубину зависящей от целей исследования.

Образец отбирается ножом или стамеской из нижней части бура или нижней границы горизонта, в предварительно взвешенный сухой алюминиевый бюкс. Бюкс немедленно закрывают крышкой и убирают. В лаборатории бюксы с влажной почвой взвешивают, сушат в сушильном шкафу при t=105°С в течении 6-8 часов. Достав из шкафа сразу накрывают крышкой во избежание поглощения почвой влаги из окружающей среды, охлаждают и взвешивают.

Специалистами отдела агрохимии и токсикологии Волгоградского филиала ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора», на основании договорных отношений, проведено обследование десяти полей землепользователя в Киквидзенском районе, на которых было отобрано 100 почвенных проб для определения содержания продуктивного запаса влаги в метровом слое. По результатам анализа заказчику вручены протоколы лабораторных испытаний и материалы обследования пахотных земель.

(Источник и фото: пресс-служба ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора»).

Источник

Определение влажности почвы весовым методом

Вода в почве является одним из основных факторов почвообразования и главнейшим условием жизни растений. Содержание воды в почве постоянно колеблется от «мертвого» запаса до полного насыщения.

Влажностью почвыназывается количество воды, находящееся в данный момент в почве и выраженное в процентах (весовых или объемных) по отношению к абсолютно сухой почве. Этой величиной пользуются для вычисления запасов воды в почве, поливной нормы, относительной влажности, аэрации и пересчета массы влажной почвы в абсолютно сухую.

Оптимальной влажностью считается влажность почвы, составляющая 70-100% наименьшей влагоемкости (НВ).

Ход работы

Отбор образцов для определения влажности производят в полевых условиях по генетическим горизонтам почвенного разреза или из скважин послойно через каждые 10—20 см с помощью почвенного бура на глубину, зависящую от целей исследования. Образец почвы выбирают ножом из нижней части бура в предварительно взвешенный сухой алюминиевый стаканчик (бюкс), который немедленно закрывают крышкой и убирают в тень во избежание потери влаги до взвешивания. В лаборатории бюксы с влажной почвой взвешивают, сушат в сушильном шкафу при температуре 105ºC в течение 6-8 ч., затем вынимают из шкафа, закрывают крышками во избежание поглощения почвой атмосферной влаги, охлаждают и взвешивают. В полевом журнале делают соответствующую запись, где отмечают время, место и номер скважины или повторность, вариант, почвенную разность.

По полученным результатам взвешивания определяем влажность, используя следующую формулу:

а% – влажность почвы, % от массы сухой почвы;

М₁ – масса пустого бюкса, г.; М₂ – масса бюкса с почвой до сушки, г.; М₃ – масса бюкса с почвой после сушки, г.; М₄= М₂ — М₃ — масса испарившейся воды, г.; М₅ = М₃— М₁ — масса сухой почвы г.; 100 – коэффициент для пересчета в проценты.

Полученные результаты заносят в таблицу 2.

Таблица 2-Определение влажности почвы

Тип, подтип почвы	Горизонт, глубина, см	№ бюкса	Масса бюкса, г	Масса испарив-шейся воды, г., М₄	Масса сухой почвы, г., М₅	Влажность, %
Пустого, М₁	До сушки, М₂	После сушки, М₃

Кроме весового метода определения влажности почвы существуют другие экспресс-методы, однако зачастую они требуют корректировки весовым методом и широкого применения не получили.

Лабораторная работа № 3

Определение плотности почвы

Плотность почвы –масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении (со всеми ее порами и промежутками).

Она зависит от гранулометрического и минералогического составов, содержания органического вещества, структурного состояния, характера сложения почвы. Варьирует в минеральных почвах от 0,9 до 1,8 и выражается в г/см 3 , кг/дм 3 , т/м 3 . Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная величина плотности суглинистых и глинистых почв лежит в пределах 1,0—1,2 г/см 3 .

Ход работы

Для отбора проб на плотность без нарушения естественного сложения почвы используют бур Качинского, главной рабочей частью которого является металлический цилиндр с заточенным краем. Заостренным концом цилиндр врезается в горизонт, не нарушая естественного сложения почвы, заключенной в нем. Цилиндр с почвой откапывают ножом так, чтобы объем заключенной почвы в нем был равен его объему. Для расчета плотности используется масса сухой почвы, поэтому параллельно в образце почвы определяют влажность и вносят поправку к массе влажной почвы в объеме цилиндра.

Таблица 3-Определение плотности почвы

Тип, подтип почвы

Горизонт, глубина, см

Объем цилиндра, V, см 3

Масса влажной почвы в цилиндре М, г

Полевая влажность а,%

Масса сухой почвы в цилиндре М₁, г

Плотность почвы d_v,г/см 3

Таблица 4-Агрономическая оценка плотности суглинистых и глинистых почв(Н. А. Качинский)

V=πR 2 ·h, где

π – 3,14; R – радиус цилиндра, см; h – высота цилиндра, см.

Массу абсолютно сухой почвы(М₁) рассчитывают по формуле:

М₁=(М·100)/(100+а), где

М – масса влажной почвы, г; а – влажность, %.

Плотность почвы определяют по формуле

М₁ – масса cуxoй почвы в цилиндре, г; V – объем почвы, см 3 .

Значения плотности почвы используются как вспомогательные величины при расчетах запасов воды, питательных веществ, токсичных солей, запасов гумуса в почве и поливной нормы, так как позволяют перевести процентное их содержание в весовые или объемные величины.

W = W, %·d_v·h, где

W — запас вещества, т/га или м З /га; W % — процентное содержание вещества, %; d_v – плотность почвы, г/см 3 ; h – мощность слоя почвы, см.

Источник

Сельскохозяйственная техника

В опытах по изучению режима орошения сельскохозяйственных культур при существующих способах полива необходимо очень часто и в больших масштабах проводить определение запасов влаги в почве, которые в дальнейшем используются для расчета поливных норм, назначения поливов, определения глубины промачивания толщи почвогрунтов и других параметров.

Основным методом определения влажности почвы является термостатно-весовой, основанный на отборе почвенных образцов в полевых условиях и длительной их сушке при постоянной, высокой температуре в термостатах. Вес испарившейся влаги, отнесенный к весу абсолютно сухой почвы, выраженный в процентах, и является при этом методе основным показателем запасов влаги в почве.

Термостатно-весовой метод определения влажности почвы довольно точен и является пока эталоном при сравнении его с другими методами. Однако, наряду с определенными преимуществами, он обладает рядом недостатков, главными из которых являются: трудоемкость, нарушение естественного сложения почвы при отборе образцов, невозможность наблюдать влажность в одних и тех же объемах почвогрунта, большая повторность и другие.

В сельскохозяйственной практике широкое распространение получил нейтронный метод определения влажности почвы, устраняющий вышеперечисленные недостатки термостойно-весового метода и позволяющий оперативно, точно и объективно измерить количественные запасы почвенной влаги на любой заданной глубине в объемных единицах.

Принцип работы нейтронного влагомера НИВ-2 основан на эффекте рассеяния и замедления быстрых нейтронов ядрами водорода, входящего в состав воды. Быстрые нейтроны, сталкиваясь с ядрами протонов водорода, создают гамма-излучение, а сами теряют скорость и превращаются в медленные нейтроны. Работа прибора основана на регистрации медленных нейтронов и гамма-излучений и характеризует по влажности слой почвы в радиусе до 30 см.

Источник

Определение влажности почвы (термостатно-весовой метод)

Необходимо помнить, что своевременное и правильное определение влажности почвы позволяет сократить расход водных ресурсов и связанные с ним косвенные расходы на нерациональное использование удобрений, потерю урожая и ухудшение качества продукции. Расчетные методы и рекомендации по оптимальному уровню увлажнения позволяют определять точное количество воды для растений, что препятствует вымыванию удобрений, стимуляторов и гербицидов в нижние слои почвы, а также исключает дефицит воды для растений, позволяя получать высокий урожай экологически безопасной продукции.

Термостатно-весовой метод является основным и наиболее точным методом определения влажности почвы. Также этот метод прост и, несмотря на определенные затраты времени, позволяет обойтись без дорогостоящих приборов.

Для определения влажности требуются следующие инструменты и принадлежности:
1. Бур для забора проб длинной 60-100 см (в зависимости от глубины корнеобитаемого слоя почвы), на котором через каждые 10 см нанесены метки. На фото показан наконечник.
2. Термостойкие стаканчики (бюксы), обычно алюминиевые, которые предварительно взвешивают и наносят пустой вес на крышку. Удобно подобрать коробку, куда плотно выставляются стаканчики для транспортировки в поле.
3. Весы с ценой деления 0,1 г (или 0,01 г) и максимальным измеряемым весом не менее 200 г
4. Сушильный шкаф-термостат с температурой сушки 105°С

Процесс взятия проб выглядит следующим образом:
Собирается нужное количество стаканчиков, пластина, нож и почвенный бур.
После прибытия на место взятия проб почвы, выбирается место где имеется характерная густота посевов (посадок) растений. Для точности эксперимента необходимо выбрать место забора рядом с корневой системой растения (в рядке, если растения растут на гребне — на самом гребне). После выбора места его слегка притаптывают (но не утрамбовывают), это необходимо для того чтобы сухой верхний слой в процессе не осыпался внутрь лунки.
Затем рядом ставят пластину и на нее стаканчик для почвы. Можно обойтись без пластины если почва сухая, и ко дну стаканчик ничего не прилипает.

Далее буром прокалывают почву до первой метки, слегка поворачивают бур и вынимают. Ножом аккуратно высыпают грунт в стаканчик и сразу плотно его закрывают, во избежание испарения влаги, и ставят в коробку.
Вторую пробу берут до следующей отметки. После того как бур вынули, начиная со второй отметки, необходимо срезать почву выше отметки 10 см, т.к. эта почва которая осыпалась или срезалась наконечником в процессе погружения бура в почву.
Должно получиться так:

Необходимо отметить, что наконечник нужно тщательно очищать от почвы перед каждым погружением.
Если почва в нижних слоях влажная, которая не осыпается (либо забор производится на тяжелых и средних почвах), то для ускорения можно вычищать требуемый слой, а затем выкидывать остатки.

Примечание. Для точности эксперимента необходимо сделать забор проб на одной точке в трех повторностях.

После заполнения всех стаканчиков их аккуратно (чтобы они не перемешались) транспортируют в лабораторию где производят взвешивание и занесение данных в журнал.

Для автоматизации и ускорения расчетов мы используем MS Excel. Заполняем столбцы № бюкса, вес пустого стаканчика, вес стаканчика с сырой почвой. открываем стаканчик и ставим на поднос.

Далее образцы помещаются в сушильный шкаф, в котором выставлена температура 105 градусов С, и сушим не менее 6 часов.
После сушки вынимаем поднос и незамедлительно закрываем стаканчики, чтобы влага из воздуха не адсорбировалась в почву. Затем стаканчики остужаем 10-15 минут и взвешиваем, заполняя в таблице столбик вес стаканчика с сухой почвой.

Расчет в таблице ведется таким образом:
Столбец «Масса сухой почвы (на рисунке обозначен O)» = «масса бюкса с сухой почвой (N)» — «масса бюкса (L)»
Столбец «масса испарившейся воды (P)» = «масса бюкса с сырой почвой (M)» — «масса бюкса с сухой почвой (N)»
Столбец «процент влажности (R) = «масса воды (P)» / «масса сухой почвы (O)» * 100%

Чтобы узнать количество влаги в почве в % от наименьшей влагоемкости, нужно знать количество воды которое слой почвы способен удерживать в порах без сброса в нижние слои. Это определяется опытным путем с помощью заливных площадок на которых измеряют влажность в течение 3-5 дней (в зависимости от типа почвы), когда значение относительной влажности установится на более-менее постоянном уровне — это и следует считать значением 100% НВ (наименьшая влагоемкость или ППВ — предельно-полевая влагоемкость).

Текущее значение влажности слоя почвы в %НВ = «отн. влажность (R)» / «значение отн. влажности при 100% НВ» * 100%

Чтобы определить влажность почвы корнеобитаемого слоя необходимо взять среднее значение всех слоев до нужной глубины.
Для ускорения расчетов нормы полива можно составить таблицу запасов влаги (обычно в т/га или куб.м/га) в разных слоях почвы и при разных значениях %НВ. После этого можно быстро рассчитать необходимое количество поливной воды для фактического значения НВ и планируемого значения НВ, разница и есть норма полива. При разных способах полива норму необходимо немного увеличить, учитывая потери на испарение, сток и т.п. Более подробно о нормах, технике и способах полива можно узнать из наших рекомендаций.

Источник

➤

Плотность, г/см 3

Оценка

Плотность, г/см 3

Оценка