Капиллярная влагоемкость почвы. Капиллярная влагоемкость почв (KB). Определение кислотности почвы

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

Полная влагоемкость (ПВ) - наибольшее количество воды, которое может вместить почва при полном заполнении всех пор водой. Если гравитационная вода не подпирается грунтовыми водами, то она стекает в более глубокие горизонты. Наибольшее количество воды, которое остается в почве после обильного увлажнения и стекания всей гравитационной воды при отсутствии слоистости почвы и подпирающего действия грунтовых вод, называется наименьшей или предельно-полевой влагоемкостью (НВ или ППВ).[ ...]

Высокой влагоемкостью обладают лесная подстилка и почва. Наименьшая водопроницаемость свойственна солонцовым почвам, а также сильно подзолистым суглинистым и глинистым, наибольшая - темно-серым почвам и особенно черноземам.[ ...]

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.[ ...]

Под динамической влагоемкостью понимают количество воды, удерживаемое почвой после полного насыщения и стекания свободной воды при данном уровне грунтовых вод. Динамическая влаго-емкость тем ближе к предельной полевой, чем глубже от дневной поверхности залегает зеркало грунтовых вод. Динамическую влаго-емкость целесообразно определять на монолитах при стоянии грунтовых вод на глубине 45-50 см, 70-80 и 100-110 см.[ ...]

Благодаря высокой влагоемкости и поглотительной способности торф является прекрасным материалом для использования на подстилку животным. Он может поглощать воды в несколько раз больше своего веса. Особенно ценные для подстилки верховые торфы со степенью разложения до 15% и зольностью не выше 10%. Содержание влаги не должно превышать 50%.[ ...]

Полная капиллярная влагоемкость песка или почвы - это количество воды, удерживаемое капиллярными силами в 100 г абсолютно сухого песка или почвы. Для определения влагоемкости служат специальные металлические цилиндры диаметром 4 см, высотой 18 см. Цилиндр имеет сетчатое дно, расположенное на расстоянии 1 см от его нижнего края. На дно цилиндра кладут двойной кружок влажной фильтровальной бумаги, взвешивают цилиндр на технических весах и насыпают в него почти доверху песок, слегка постукивая по стенкам цилиндра, благодаря чему песок будет лежать более плотно. Цилиндры ставят на дно кристаллизатора с небольшим слоем воды. Уровень воды в кристаллизаторе должен быть на 5 - 7 мм выше уровня сетчатого дна. Для уменьшения испарения воды всю установку или только цилиндры закрывают стеклянным колпаком. После того как вода поднимется до поверхности песка, что заметно по изменению его цвета, цилиндры вынимают из воды, обсушивают снаружи и ставят на фильтровальную бумагу. Как только вода перестанет стекать, цилиндры взвешивают на технических весах и на 1 - 2 ч помещают в кристаллизатор под колпак и вновь взвешивают. Эту операцию повторяют до тех пор, пока вес цилиндра с почвой, поглотившей воду, не станет постоянным. Нельзя после первого взвешивания ставить цилиндр в воду на длительное время, так как тогда может произойти сильное уплотнение почвы. Определение влагоемкости проводят в двукратной повторности. Одновременно берут две пробы для определения влажности.[ ...]

Полная (максимальная) влагоемкость (ПВ), или водовмести-мость, - это количество влаги, удерживаемое почвой в состоянии полного насыщения, когда все поры (капиллярные и некапиллярные) заполнены водой.[ ...]

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

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.[ ...]

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.[ ...]

Значительно различаются почвы исследованных групп ТЛУ и по общей влагоемкости основного корнеобитаемого слоя: в I группе полевая или наименьшая влагоемко сть составляет 50-60 мм, во II - 90-120 мм, в III - 150-160 мм. Диапазон доступной влаги равен соответственно 39-51 мм, 74-105 мм и 112-127 мм. Такая разница связана как с мощностью почв, так и в большей степени с возрастанием влагоемкости верхних горизонтов. Наибольшей влагоемкостью обладает верхний 10-санти-метровый слой почвы. С глубиной влагоемкость, как правило, снижается, а диапазон доступной влаги уменьшается во всех случаях. В почвах I группы ТЛУ в верхнем 10-сантиметровом слое содержится до 60 % всех запасов влаги при полевой влагоемкости, а в почвах III группы эта доля снижается до 30 %.[ ...]

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

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.[ ...]

На дно сосуда слоем 1-1,5 см помещают чистый песок, увлажненный до 60% своей влагоемкости (15 мл воды на 100 г). На сосуд берут около 200 г песка.[ ...]

Если в тяжелосуглинистой почве влажность завядания составляет 12%, а общая влагоемкость равна 30%, то диапазон активной влаги "(¥дав = 30 - 12 = 18%.[ ...]

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.[ ...]

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

Использование торфа на подстилку. Торф - прекрасный подстилочный материал. Высокая влагоемкость его обусловливает максимальное поглощение жидких выделений животных, а кислотность и большая емкость поглощения - сохранение аммиачного азота.[ ...]

Количество гравитационной воды определяют как разность между водовместимостью и общей влагоемкостью (№в-ОВ).[ ...]

Вначале (несколько дней) растения поливают во всех сосудах равным количеством воды, в дальнейшем - до 60 - 70% от влагоемкости абсолютно сухого песка. Зная вес абсолютно сухого песка в сосуде, рассчитывают, какое количество воды должно быть в нем. На этикетке сосуда пишут вес для полива. Он является суммой следующих величин: веса тарированного сосуда, веса абсолютно сухого песка, веса воды.[ ...]

Допустим, что на площади в 1 га плотность (удельная ¡масса) почвы слоем от 0 до 10 см в глубину составляет 1100 ¡кг/м3, а влагоемкость - не менее 27,4 весового процента. Для одного гектара это соответствует 301 м3 воды. Если доступная влага в данном случае составляет 19,8 весового процента, для рассматриваемого слоя почвы это будет соответствовать 218 м3 воды (такое количество воды равно 21,8 мм доступных осадков). Поверхностно внесенный гербицид, растворяясь в дополнительных осадках и почвенном растворе, проникает в почву за счет диффузионного переноса последнего, т. е. этому -процессу способствует ¡почвенная влага. В почве, где содержание воды намного ниже капиллярной влагоемкости, растворение и проникание гербицидов затрудняется. И наоборот, если почва насыщена влагой и ее верхний слой не высох, для обеспечения проникания и диффузии гербицидов достаточно осадков меньше расчетного уровня.[ ...]

Гравий (3-1 мм) - обломки первичных минералов, водопроницаемость провальная, водоподъемная способность отсутствует, влагоемкость очень низкая ([ ...]

Максимальное количество капиллярно-подпертой влаги, которое может содержаться в почве над уровнем грунтовых вод, называется капиллярной влагоемкостью (КВ).[ ...]

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.[ ...]

Ухудшение аэрации в результате повышения влажности почвы приводит к снижению ОВ-потенциала. Наиболее резко он падает при влажности, близкой к полной влагоемкости (>90 % ПВ), когда сильно нарушается нормальный газообмен почвенного воздуха с атмосферным. При повышении влажности с 10 до 90 % ПВ снижение потенциала в большинстве почв происходит медленно.[ ...]

Для растений не так важно общее количество почвенной влаги, как доступность. Уровень доступной растениям воды находится между точкой устойчивого завядания и полевой влагоемкостью. Эту воду часто называют капиллярной. В почве она удерживается в тонких порах, где ее стеканию препятствуют капиллярные силы, а также в виде пленок вокруг почвенных частиц (рис. 60). Почвы различаются по своей способности удерживать влагу, что связано с их механическим составом (табл. 8). Хотя песчаные почвы лучше дренированы и аэрированы, но они обладают более низкой водоудерживающей способностью, чем глинистые почвы. Общее количество капиллярной воды в песчаных почвах может быть увеличено путем повышения содержания в них органического вещества. Количество доступной для растений воды зависит от многих факторов, в том числе от типа и глубины почвы, глубины залегания корневой системы культуры, скорости потери воды на испарение и транспирацию, температуры и скорости поступления дополнительной воды. Кроме того, содержание доступной растениям воды имеет значение само по себе. Чем меньше воды в почве, тем прочнее она удерживается. Прочность измеряется в атмосферах давления, требующегося для отнятия воды. При полевой влагоемкости вода удерживается силой примерно 15 атм.[ ...]

Опытными данными установлено, что благодаря внесению в почву гуматов от 0,1 до 3% массы грунта формируется в течение от 2 недель до 3 месяцев характерная почвенная структура. Влагоемкость в глинистых грунтах возрастает на 15-20%, в суглинистых - на 20-30%, в супесчаных и песчаных грунтах- в 5-10 раз. Устойчивость грунтов к водной эрозии увеличивается в 4-8 раз при хорошем развитии растительности .[ ...]

Для пояснения терминов, применяемых в табл. 5.2.1 и при описании водного режима почв, ниже приведена краткая характеристика выделяемых категорий почвенной влаги. Наименьшая влагоемкость (НВ) - наибольшее количество впитавшейся в почву воды, удерживаемой в капиллярах почвы после стекания свободной гравитационной влаги. Капиллярная влага, содержащаяся в почве при НВ, имеет высокую степень подвижности и доступности для растений. При влажности 80-100% от НВ в почве складываются наиболее благоприятные условия для влагоснабжения растений.[ ...]

В бесструктурной распыленной почве тяжелого механического состава складывается неблагоприятный физический режим. Вода и воздух в ней являются антагонистами. Порозность и влагоемкость представлены малыми величинами. Вследствие плохой водопроницаемости бесструктурная почва плохо впитывает воду, сток ее по поверхности приводит к эрозии. Плохая водопроницаемость, малая влагоемкость не обеспечивают достаточных запасов воды. Весной и осенью поры в такой почве бывают заполнены водой, а воздух в них отсутствует. С повышением же температуры благодаря тонкопористому сложению происходит интенсивное испарение воды и просушивание почвы на большую глубину. Растения в этот период страдают от засухи. После дождя или полива поверхность бесструктурной почвы заплывает, резко повышается липкость. При высыхании такая почва сильно уплотняется, на поверхности поля образуется плотная корка, что затрудняет рост и развитие растений. При сильном просушивании образуются глубокие трещины и при этом корни растений могут быть порваны. Требуются повторные рыхления после дождя и поливов. Распыленные почвы легко подвергаются ветровой эрозии.[ ...]

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).[ ...]

Очень важно при проведении опыта поддерживать во всех сосудах одинаковую (и достаточную) влажность почвы. Для установления желательной влажности необходимо знать водные свойства почвы, в частности ее влагоемкость и влажность при набивке сосудов. Влажность почвы в сосудах доводят обычно до 60-70% ее капиллярной влагоемкости и поддерживают на этом уровне в течение всей вегетации растений. Регулирование ее в сосудах осуществляют ежедневным поливом растений по весу сосуда.[ ...]

Количество воды в почве может быть выражено различными способами. Для некоторых целей влажность почвы определяют в миллиметрах на гектар. При определении физических условий почвы влажность выражают термином «полевая влагоемкость», которая имеет большое значение для сельского хозяйства. Под полевой влагоемкостью понимают максимальное количество воды, удерживаемое почвой после стекания внесенной на ее поверхность воды и после того, как невпитавшаяся (свободная вода) под действием силы тяжести удалится из почвы1.[ ...]

Гравий (3-1 мм) - состоит из обломков первичных минералов. Высокое содержание гравия в почвах не препятствует обработке, но придает им неблагоприятные свойства - провальную водопроницаемость, отсутствие водоподъемной способности, низкую влагоемкость. Влагоемкость гравия ([ ...]

Чтобы обеспечить постоянную работоспособность сушильного агента, необходимо удалять из камеры часть насыщенного влагой воздуха, а взамен него подавать свежий воздух, который при нагревании становится более сухим и, смешиваясь с рабочим сушильным агентом, повышает влагоемкость последнего. Он должен совершаться непрерывно в течение всего процесса сушки, за исключением начальной стадии - периода прогрева материала и тепловлагообработки.[ ...]

При НВ в почве 55-75 % пор заполнено водой, создаются оптимальные условия влаго- и воздухообеспеченности растений. Величина НВ зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса и сложения почвы. Чем тяжелее почва по гранулометрическому составу, чем больше в ней гумуса, тем выше ее наименьшая влагоемкость. Очень рыхлая и сильноплотная почвы имеют меньшую влагоемкость (НВ), чем почвы средней плотности. Для суглинистых и глинистых почв величина НВ колеблется от 20 до 45 % абсолютной влажности почв. Наибольшие значения НВ характерны для гумусированных почв тяжелого гранулометрического состава с хорошо выраженной макро- и микроструктурой.[ ...]

В заключение можно отметить, что физические свойства подстилки на незаболоченных вырубках и на вырубках начальной стадии заболачивания (мощность подстилки до 13- 15 см) очень близки. Но в это время создаются сильные различия в водно-воздушном режиме. Торфянистая подстилка под кукушкиным льном в силу большей влагоемкости имеет менее благоприятный воздушный режим, особенно весной, и значительно более высокий запас влаги.[ ...]

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.[ ...]

ДЦЭ а ДДД (рис. 2) обнаруживала тенденцию я исчезновению из почвы независимо от ее влажности. В условиях залива почвы водой или недостаточной аэрации продукты первоначального распада ДДГ - ДЯЭ и ДДД оказались более стойкими, чем 4,41-ДДТ. На-, против, при влажности почвы, оптимальной для развития растений и аэробной микрофлоры (60% от полной влагоемкости), более стойким соединением оказывался 4,41-ДДТ.[ ...]

Типичные черноземы имеют большей частью глинистый и тяжелосуглинистый механический состав. Удельный вес твердой фазы в них колеблется в интервале 2,38-2,59 г/см3; объемный вес - 0,93-0,99 г/см3; общая порозность сравнительно высокая, доходит до 63%, причем более 50% приходится на долю некапиллярной. Типичные черноземы отличаются хорошей водопроницаемостью. Полевая влагоемкость этих почв равна 39-41% (Гарифуллин, 1969).[ ...]

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ В ЭКОСИСТЕМАХ - факторы, разделяющиеся на радиацию (космическая, солнечная) с ее вековой, годовой и суточной цикличностью: на зональные, высотные и глубинные факторы распределения тепла и света с градиентами и закономерностями циркуляции воздушных масс; факторы литосферы с ее рельефом, различным минеральным составом и гранулометрией, тепло- и влагоемкостью; факторы гидросферы с градиентами ее состава, закономерностями водо- и газообмена.[ ...]

Одно из наиболее важных физических свойств почвы - ее механический состав, т.е. содержание частиц разного размера. Установлены четыре градации механического состава: песок, супесь, суглинок и глина. От механического состава зависят водопроницаемость почвы, ее способность удерживать влагу, проникновение в нее корней растений и др. Кроме того, каждая почва характеризуется плотностью, тепловыми свойствами, влагоемкостью и вла-гопроницаемостью. Большое значение имеет аэрация, т.е. насыщение почвы воздухом и способность к такому насыщению.[ ...]

Интенсивность впитывания зависит не только от водных свойств почво-грунтов, но в значительной степени определяется и их влажностью. Если почва сухая, она обладает большой инфильтрацион-ной способностью и в первый период времени после начала дождя интенсивность впитывания близка к интенсивности дождя. С увеличением влажности почво-грунтов интенсивность инфильтрации постепенно уменьшается и при достижении полной влагоемкости в стадии фильтрации становится постоянной, равной коэффициенту фильтрации (см. § 92) данного почво-грунта.[ ...]

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.[ ...]

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.

Влагоемкость почвы – величина, которая количественно характеризует водоудерживающую способность почвы. Как и влажность, влагоемкость определяется в % к весу сухой почвы. В зависимости от сил, удерживающих влагу в почвах, различают три основные категории влагоемкости: полная, наименьшая и капиллярная.

Полная влагоемкость – это максимальное количество воды, которое может удерживать почва с использованием всех влагоудерживающих сил.

Наименьшая влагоемкость – это максимальное количество воды, которое почва может удерживать в химических связях и коллоидных системах.

Капиллярная влагоемкость – это максимальное количество воды, которое почва может удеживать в своих капиллярах.

Материалы и оборудование

1) стеклянные цилиндры без дна; 2) марля; 3) ванночки; 4) фильтровальная бумага; 5) технические весы; 6) образцы почвы.

Ход работы

Стеклянный цилиндр без дна обвязывают марлей с нижнего конца. В предварительно взвешенный на технических весах цилиндр насыпают, слегка уплотняя постукиванием, почву на высоту 10 см. Определяют массу цилиндра с почвой. Далее цилиндр с почвой помещают в специальную ванночку с водой – так, чтобы дно цилиндра стояло на фильтровальной бумаге, концы которой опущены в воду.

Вода по порам бумаги передается почве, производя ее капиллярное насыщение. Через каждые сутки цилиндр взвешивают на технических весах до тех пор, пока его масса не перестанет возрастать. Это укажет на то, что почва достигла полного капиллярного насыщения. Капиллярную влагоёмкость рассчитывают по формуле:

где КВ – капиллярная влагоёмкость, %;В – масса почвы в цилиндре после насыщения, г;

М – масса абсолютно сухой почвы, г.

Поскольку в цилиндр помещается воздушно-сухая навеска, а расчеты производятся на массу абсолютно сухой почвы, поэтому массу абсолютно сухой почвы предварительно надо вычислить, используя значение коэффициента пересчёта, полученное в предыдущей работе (все лабораторные работы выполняются с тем же почвенным образцом) по формуле:

где М – масса абсолютно сухой почвы,b – вес воздушно-сухой почвы,

k H 2 O ‑ коэффициент гигроскопичности.

Полученные результаты занести в таблицу.

Лабораторная работа № 7

Определение кислотности почвы

Основные сведения по теме работы

Кислотность почв – это их способность обуславливать кислую реакцию почвенного раствора за счет наличия в ней катионов водорода. Наиболее распространенным источником кислотности почв являются фульвокислоты, которые образуются при разложении растительных остатков. Кроме них в почве присутствуют многие низкомолекулярные кислоты – органические (масляная, уксусная) и неорганические (угольная, серная, соляная).

Кислотность – это диагностический параметр, оказывающий значительное влияние на жизнь обитателей почвы и произрастающих на ней растений. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальные диапазоны кислотности близки к нейтральным, однако многие естественные почвы являются щелочными или кислыми, поэтому возникает необходимость оценки и, при необходимости, коррекции их кислотности.

Избыточная кислотность прямо или косвенно оказывает негативное влияние на растения. Подкисление почв приводит к нарушению их структуры, что в свою очередь вызывает резкое ухудшение аэрации и капиллярных свойств почвы. Избыточная кислотность подавляет жизнедеятельность полезных микроорганизмов (особенно нитрификаторов и азотфиксаторов), усиливает связывание фосфора алюминием, что нарушает ионообменные процессы в корнях растений. В конечном счете, эти процессы приводят к закупорке корневых сосудов и отмиранию корневой системы.

Различают две формы кислотности - актуальную и потенциальную.

Актуальная кислотность обусловлена наличием в почвенном растворе свободных ионов водорода, образовавшихся в результате диссоциации водорастворимых органических и слабых минеральных кислот, а также гидролитически кислых солей. Она непосредственно влияет на развитие растений и микроорганизмов.

Потенциальная кислотность характеризуется наличием в почвенно-поглотительном комплексе ионов Н + и Al 3+ , которые при взаимодействии твердой фазы с катионами солей вытесняются в почвенный раствор и подкисляют его.

Определение кислотности почвы как правило проводится потенциометрическим методом. Он основан на измерении электродвижущей силы в цепи, состоящей из двух полуэлементов: электрода измерения, погруженного в испытуемый раствор, и вспомогательного электрода с постоянным значением потенциала. Прибор для измерения рН называется потенциометром или рН-метром.

Результаты потенциометрического измерения рН почвы оцениваются по стандартным шкалам. В практическом почвоведении используется классификация почв по уровню рН водной вытяжки (актуальная кислотность) или солевой вытяжки (потенциальная кислотность) (табл. 6).

Табл. 6. Классификация почв по уровню кислотности

Тип почвы
Очень сильнокислые
Сильнокислые
Слабокислые
Близкие к нейтральным
Нейтральные
Слабощелочные
Щелочные
Сильнощелочные
Очень сильнощелочные

Материалы и оборудование

1) химические стаканчики на 100-150 мл, 2) 1 N раствор КСl, 3) потенциометр (рН-метр), 4) технические весы; 5) образцы почвы.

Ход работы

Для определения актуальной кислотности следует на технических весах взвесить 20 г воздушно-сухой почвы. Навеску поместить в химический стакан на 100-150 мл и прилить 50 мл дистиллированной воды. Содержимое перемешивать 1-2 мин и оставить стоять 5 мин. Перед определением суспензию еще раз перемешать, после чего полностью погрузить в нее электрод измерения и электрод сравнения. Через 30-60 сек. отсчитать по шкале потенциометра значение рН, соответствующее измеряемой кислотности почвенной суспензии.

Для определения потенциальной кислотности к навеске почвы 20 г приливают 50 мл 1N р-ра КСl. Дальнейший ход анализа тот же, что и при определении актуальной кислотности.

Результаты работы занести в таблицу:

Лабораторная работа № 8

Капиллярная влагоемкость - способность почв и грунтов удерживать в своей толще максимально возможное количество капиллярной воды (без перехода ее в гравитационную форму), выраженное в весовых или объемных процентах или в кубических метрах на 1 га. Капиллярная влагоемкость, таким образом, представляет собой верхний предел водоудерживающей способности почв, обусловленный капиллярно-менисковыми силами. Поэтому и величина капиллярной влагоемкости (капиллярной водоудерживающей способности) в общем соответствует капиллярной скважности почв и грунтов. Поскольку граница и различия между капиллярной и некапиллярной скважностью в почвах условны и представлены рядом переходов, постольку и величина капиллярной влагоемкости несколько условна, она изменяется в зависимости от ряда факторов.
При близком залегании (1,5-2,0 м) уровня грунтовых вод, когда капиллярная кайма смачивает толщу почвы до поверхности, капиллярная влагоемкость почвы характеризуется наибольшими величинами, так как капиллярная влагоемкость в данном случае обусловлена суммарной всасывающей деятельностью менисков тонких и крупных пор и капилляров. В этом случае капиллярная влагоемкость соответствует максимально возможной величине содержания в почве капиллярно-подпертой воды. Наиболее точно величина капиллярной влагоемкости определяется в этом случае в поле путем установления послойной влажности от поверхности почвы до уровня грунтовых вод. Для 1,5-метрового слоя среднесуглинистых почв это соответствует 30-40 об.%, или около 4500- 6000 м3/гa.
В случае глубокого залегания уровня грунтовых вод капиллярная влагоемкость почвы связана только с работой сравнительно тонких пор и капилляров. В этом случае ее величина соответствует максимально возможному объему удержанной в почве капиллярно-подвешенной воды. Величина влагоемкости в случае капиллярно-подвешенной воды колеблется в зависимости от структуры и механического состава почв в пределах 20-35 об.%, что составляет для 1-метрового слоя 2000-3500 м3/га, а для 1,5-метрового - 3000-5250 м3/га.
Очень часто влагоемкость в отношении капиллярно-подвешенной воды называют наименьшей влагоемкостью (HB). Этот термин, введенный П.С. Коссовичем, основан на идее о том, что в почвах глубокого уровня грунтовых вод нет подпирающего влияния восходящей капиллярной каймы и пористая почвенная система удерживает то наименьшее количество влаги, которая остается после свободного оттока гравитационной воды.
Капиллярная влагоемкость может быть определена на монолите в лаборатории или в полевых условиях методом предварительного длительного увлажнения почвы таким объемом воды, который заведомо превышает водоудерживающую способность почвы. Переувлажненная почва оставляется на известное время защищенной от испарения. Гравитационной воде в течение нескольких дней предоставляется возможность свободно стечь из почвенных горизонтов. Затем определяется количество влаги, удержанной в почве. Эта величина и будет соответствовать капиллярной (подвешенной) влагоемкости (наименьшей влагоемкости) почвы. Капиллярная влагоемкость, определенная для полевых конкретных условий, называется полевой влагоемкостью (полевой предельной влагоемкостью, полевой водоудерживающей способностью) почвы.
Почва в естественных условиях залегания не может удержать капиллярной воды больше этого «предельного» количества. Возрастание влажности почвы сверх ее водоудерживающей способности вызывает образование гравитационной воды, стекающей в нисходящем направлении или питающей грунтовые воды.
Понятие «предельная полевая влагоемкость» (ППВ) почв является важной гидрологической характеристикой, широко используемой в практике водных мелиораций. Величина предельной полевой влагоемкости зависит от ряда факторов.
Почвы глинистого тяжелого механического состава имеют большую величину полевой влагоемкости - 3500-4000 м3/га для 1-метрового слоя, почвы легкого супесчаного и песчаного механического состава - 2000-2500 м3/га. Почвы с хорошо развитой комковато-зернистой структурой обычно имеют умеренные средние показатели полевой влагоемкости - 2500-3000 м3/га для 1-метрового слоя; бесструктурные почвы характеризуются более высокой величиной полевой влагоемкости. Ниже приводятся величины полевой влагоемкости почв различного механического состава в % от скважности:

Как это ясно из предыдущего изложения, полевая влагоемкость зависит также от положения грунтовых вод, сильно возрастая в случаях близкого уровня грунтовых вод (капиллярная кайма в пределах почвенного профиля) и уменьшаясь при глубоком положении грунтовых вод. Так, при близких (1,5-2 м) грунтовых водах с углублением на каждые 10 см глубже 50 см величина полевой влагоемкости возрастает на 2-3%, а при очень глубоких грунтовых водах - уменьшается на каждые 10 см на ту же величину.
Неоднородность и слоистость почв по профилю, в частности смена механического состава и структурного состояния грунта, способствуют увеличению суммарной величины полевой влагоемкости всего профиля. Это объясняется тем, что вблизи поверхности раздела между соседними слоями вышележащий слой имеет повышенную влажность за счет образования дополнительных менисков и дополнительной водоудерживающей способности (капиллярно-посаженная вода).
Зная величину предельной влагоемкости почвы и сопоставляя с ней величину влажности, зафиксированной в почве на определенный момент, можно оценить состояние и форму воды и определить направление движения влаги. В тех случаях, когда влажность почвы выше величины предельной полевой влагоемкости, имеют место нисходящие токи гравитационной воды. В случае, когда влажность верхних горизонтов меньше полевой влагоемкости, поток капиллярной воды направлен обычно кверху от зеркала грунтовых вод.
Многочисленными исследованиями на опытных станциях и в производственных условиях установлено, что оптимальная влажность почв для развития сельскохозяйственных растений в условиях орошения колеблется в пределах от 100 до 70-75% от полевой влагоемкости. Отсюда следует, что в межполивные периоды относительная влажность почв перед очередным поливом не должна опускаться ниже 70-75% от полевой влагоемкости.
Разность между величиной полевой влагоемкости и фактической влажностью почвы перед очередным поливом называется дефицитом влажности до полевой влагоемкости.
Дефицит влажности до полевой влагоемкости в условиях орошаемого хозяйства должен быть не больше, чем разность между полевой влагоемкостью и величиной 70-75% полевой влагоемкости (на глинах и солончаках 80-85%). Если величина фактической влажности перед поливом ниже 70-75% от полевой влагоемкости (например, 60-50%), то растения будут испытывать депрессию в развитии, что вызовет снижение урожая. Хлопчатник в таких случаях сбрасывает свои плодовые органы (бутоны, завязи, коробочки).
Таким образом, по полевой влагоемкости устанавливаются рациональные нормы поливов. Если при очередном поливе подача воды превысит величину дефицита влаги до полевой влагоемкости, запас воды в почве превысит ее водоудерживаюшую способность, появится свободная гравитационная вода, которая начнет двигаться в нисходящем направлении и пополнять запасы грунтовой воды, повышая их уровень.
В практике орошаемого земледелия иногда применяют поливы без норм, большими количествами воды, в 1,5-2 раза превышающими дефицит до полевой влагоемкости. Такие поливы вызывают интенсивный подъем уровня грунтовых вод, приближение их к дневной поверхности, развитие процессов заболачивания и засоления. Особенно часто это происходит на полях орошаемого риса, где нередко за вегетационный период дается 30-40 тыс. м3/га поливной воды.
Рационально рассчитанная норма полива для незасоленных почв должна представлять собой величину, не превышающую дефицит влажности до полевой влагоемкости, чтобы свести к минимуму фильтрацию избыточной свободной воды в грунтовые воды.
Величина поливной нормы выражается следующим простейшим равенством:

M = П - м + к,

где M - поливная норма; П - полевая влагоемкость; м - фактическая влажность перед поливом; к - потери воды на испарение в момент полива.
Поскольку известно, что при орошении обычных полевых культур влажность почвы не должна перед очередным поливом опускаться ниже 70-75% от полевой влагоемкости, то величина дефицита влажности П - м в большинстве случаев должна быть не выше 25-30% П, что для почв суглинистого механического состава для 1-метровой толщи составит 800-1200 м3/га.
Поясним это на следующем примере. Полевая влагоемкость незасоленной почвы равна 20 вес.%, объемный вес почвы 1,4. Требуется установить оптимальный дефицит До полевой влагоемкости, который и будет представлять оптимальную величину поливной нормы воды для 1-метрового слоя.
Полевая влагоемкость в абсолютном выражении будет составлять П = 2800 м3/га; допустимая влажность до полива - 70% от П, т. е. 1960 м3/га. Тогда дефицит, а следовательно, и поливная норма, составляя разность между полевой влагоемкостью и допустимым запасом воды перед поливом (2800-1960 м3/га), будут равны 840 м3/га.
Зная величину полной влагоемкости и полевой влагоемкости, можно всегда представить себе вероятную величину свободной гравитационной воды, образующейся в почве в случае естественного или искусственного снижения уровня грунтовых вод. Эта величина называется водоотдачей грунта.
Водоотдача грунта - количество свободной гравитационной воды, образующейся в грунте при снижении уровня грунтовых вод, выраженное в процентах от скважности (полной влагоемкости), от объема грунта или в виде коэффициента. Коэффициент водоотдачи сильно колеблется в зависимости от структуры, механического состава и скважности почв и грунтов. Об этом можно судить по данным табл. 6.

Зная величину коэффициента водоотдачи, можно предвидеть вероятный подъем уровня грунтовых вод при поступлении в грунт свободной гравитационной воды. Вероятный подъем уровня грунтовых вод h (в см) при поступлении в них гравитационной воды равен слою просочившейся воды b (в см), деленному на коэффициент водоотдачи Q:

Из величин коэффициента водоотдачи видно, что при поступлении гравитационной воды интенсивность подъема уровня грунтовых вод возрастает тем больше, чем тяжелее механический состав грунта. Так, в глинах каждый миллиметр просочившейся и поступившей в грунтовые воды гравитационной, воды может повысить уровень грунтовой воды на 3-10 см, в суглинках - на 2-3 см, в песках значительно меньше - на 0,3-0,5 см.
Зная дефицит влажности до полевой влагоемкости, можно установить то количество свободной гравитационной воды, которое появляется в толще горизонтов почвы при ее увлажнении сверх водоудерживающей способности. Количество гравитационной воды, образующейся при этом в толще грунта, представляет собой разность между объемом поданной воды и объемом дефицита до полевой влагоемкости, что может быть показано следующим выражением:

В = М - (П - м),

где В - гравитационная вода; M - вода, поступившая на почву сверху; П - полевая влагоемкость; м - запас воды в почве.
Таким образом, капиллярная влагоемкость и ее разновидность для почв, находящихся в культуре, так называемая полевая (предельная) влагоемкость, являются важнейшими почвенно-гидрологическими характеристиками, на знании которых и правильном применении должно базироваться рациональное регулирование водного режима почв и осуществление водных мелиораций.
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.
Определение полевой влагоемкости почвы. Для определения полевой влагоемкости (ПВ) на выбранном участке двойным рядом валиков огораживают площадки размером не менее 1x1 м. Поверхность площадки выравнивают и покрывают крупным песком слоем 2 см. Выполняя данный анализ, можно использовать металлические или плотные деревянные рамы.
Рядом с площадкой по генетическим горизонтам или отдельным слоям (0-10, 10-20 см и т. д.) бурами берут образцы почвы для определения ее пористости, влажности и плотности. По этим данным определяют фактический запас воды и пористость почвы в каждом ее отдельном слое и в общей толще изучаемой почвы (50 или 100 см). Вычитая из общего объема пор объем их, занятый водой, определяют количество воды, необходимое для заполнения всех пор в изучаемом слое воды. Для гарантии полного промачи- вания количество воды увеличивают в 1,5 раза.
Вычисленное количество воды равномерно подают на площадку и защитную полосу так, чтобы слой ее на поверхности почвы был толщиной 2-5 см.
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 вла- гоемкость почвы, которую выражают в процентах к массе абсолютно сухой почвы, в мм или м3 в слое 0-50 и 0-100 см на 1 га.
Записи и расчеты при определении ПВ ведут по форме, установленной для определения влажности почвы весовым методом. Значение ПВ в дальнейшем используется для расчета поливной нормы воды. Если известны ПВ и запас воды в пахотном слое почвы Вп (м3), то поливная норма Пн = ПВ - Вп.
По этим же данным можно определить и промывную норму для засоленных почв.
Определение влагоемкости в лабораторных условиях. Влагоем- кость в лабораторных условиях определяют на монолитах объемом 1000-1500 см3 с естественным сложением почвы. Монолиты помещают в ванночку или на стол, покрытый клеенкой, так, чтобы поверхности их приняли горизонтальное положение, и закрывают фильтровальной бумагой. Затем монолит поливают сверху водой так, чтобы она не застаивалась на его поверхности и не стекала по бокам. После промачивания образца почвы на 3/4 его высоты полив прекращают, закрывают монолит клеенкой и оставляют в таком положении для стекания гравитационной воды в нижнюю часть его. Продолжительность стекания воды зависит от механических свойств почвы и ее плотности: для песчаных почв достаточно 0,5 ч, для легких и средних суглинков - 1-3, для тяжелых суглинков и глин - 8-16 ч.

Еще по теме ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ:

1. Определение активности а-амилазы в сыворотке крови, моче, дуоденальном содержимом амилоклассическим методом со стойким крахмальным субстратом (метод Каравея).

Вода в почве является одним из основных факторов почвообразования и одним из главнейших условий плодородия. В мелиоративном отношении особенно важное значение вода приобретает как физическая система, находящаяся в сложных взаимоотношениях с твердой и газообразной фазой почвы и растением (рис. 9). Недостаток воды в почве губительно отражается на урожае. Лишь при необходимом для нормального роста и развития растений содержании жидкой воды и элементов питания в почве при благоприятных воздушных и термических условиях можно получить высокий урожай. Основной источник воды в почве - выпадающие осадки, каждый миллиметр которых на гектаре составляет 10м3, или 10т воды. На Земле непрерывно совершается круговорот воды. Это постоянно протекающий геофизический процесс, включающий следующие звенья: а) испарение воды с поверхности мирового океана; б) перенос паров воздушными потоками в атмосфере; в) образование облаков и выпадение осадков над океаном и сушей; г) движение воды на поверхности Земли и в недрах ее (аккумуляция осадков, сток, инфильтрация, испарение). Содержание воды в почве определяется климатическими условиями зоны и водоудерживающей способность почвы. Роль почвы во внешнем влагообороте и внутреннем влагообмене повышается в результате ее окультуривания, когда заметно увеличиваются влажность, водопроницаемость и влагоемкость, но сокращаются поверхностный сток и бесполезное испарение.

Влажность почвы

Содержание воды в почве колеблется в пределах от сильного иссушения (физиологической сухости) до полного насыщения и переувлажнения. Количество воды, находящейся в данный момент в почве и выраженное в весовых или объемных процентах по отношению к абсолютной сухой почве, называется влажностью почвы. Зная влажность почвы, нетрудно определить запас почвенной влаги. Одна и та же почва может быть неодинаково увлажнена на разных глубинах и в отдельных участках почвенного разреза. Увлажненность почвы зависит от физических свойств ее, водопроницаемости, влагоемкости, капиллярности, удельной поверхности и других условий увлажнения. Изменение влажности почв и создание благоприятных условий увлажнения в течение вегетационного периода достигаются приемами агротехники. Каждая почва имеет свою динамику влажности, меняющуюся по генетическим горизонтам. Различают влажность абсолютную, характеризующуюся валовым (абсолютным) количеством влаги в почве в данной точке на данный момент, выраженном в процентах от веса или объема почвы, и влажность относительную, исчисляемую в процентах от пористости (полной влагоемкости). Влажность почвы определяется разными методами.

Влагоемкость почв

Влагоемкость - 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; б) максимальная адсорбционная; в) капиллярная; г) наименьшая полевая и предельная полевая влагоемкость. 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 температуру 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.

Таким образом, 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.