Земледелие (стр. 3 )

По величине КВ можно приближенно определить величину НВ, рассчитать пористость аэрации и капиллярную пористость, а определение ПВ нужно для контроля общей пористости. Влагоемкость чаще всего выражают в процентах от массы сухой почвы, реже в процентах объема почвы.

Порядок выполнения занятия

Для определения величины КВ используют патроны с образцами почвы, после их взвешивания и измерений для определения плотности почвы. Капиллярная влагоемкость в лабораторных условиях определяется методом насыщения образцов почвы ненарушенного сложения в патронах на мокрой фильтровальной бумаге (рис. 2).

 

Рис. 2. Капиллярное насыщение почвы в цилиндрах водой

1 – патроны с почвой и крышками; 2 – подставка;

3 – ванночка; 4 – фильтровальная бумага

С нижней стороны патрона снимают крышку, а к почве прикладывают круглую по диаметру патрона фильтровальную бумагу и подвязывают марлю, чтобы предотвратить потерю почвы. Патрон с почвой ставят в ванночку на фильтровальную бумагу, концы которой опущены в воду. Вода по порам бумаги передается почве, при этом происходит капиллярное ее насыщение. Крышку кладут наверх патрона. В зависимости от гранулометрического состава, содержания органического вещества, влажности почвы, насыщение происходит в течение 1…4 суток. Через каждые сутки патрон с крышкой взвешивают на весах до тех пор, пока масса его не будет постоянной. Это укажет на то, что почва достигла полного капиллярного насыщения. Результаты заносят в табл. 3.

3. Расчет капиллярной и полной влагоемкости

Слой почвы, см	№№ патрона	Масса пустого патрона, г	Масса фильтра с марлей, г	Масса патрона с почвой после насыщения, г	Масса сухой почвы в патроне, г	Масса воды в почве после насыщения, г	КВ, %	ПВ, %
0…10
10…20
20…30
30…40

На основании взвешивания и данных, полученных при выполнении занятия 3 (определение плотности почвы), капиллярную влагоемкость рассчитывают по формуле:

    [%]

где КВ – капиллярная влагоемкость, %;

  Д вод – масса воды в почве после капиллярного насыщения, г;

  Д сп – масса сухой почвы, г (из занятия 3).

Масса воды в почве (Д вод ) устанавливается путем вычитания из массы патрона с почвой после капиллярного насыщения массы пустого патрона и массы сухой почвы.

Полную влагоемкость можно установить расчетным методом, зная величину плотности твердой фазы почвы по формуле:

    [%]

где ПВ – полная влагоемкость, %;

  dо – плотность твердой фазы почвы, г/см3 (дает преподаватель);

  dv – плотность почвы, г/см3 (из занятия 3).

Полную влагоемкость можно рассчитать по общей пористости, исходя из того, что при ПВ все поры заполнены водой, следовательно, объем воды при этом равен объему пор. Однако фактическая величина ПВ часто бывает меньше рассчитанной по значению общей пористости, так как в почве остается некоторое количество защемленного воздуха (до 5…8%).

    [%]

где  Робщ – общая пористость, % (из занятия 5).

Занятие 5. Расчет общей пористости почвы

Между механическими элементами и агрегатами в почве имеются промежутки – поры, в которых размещаются вода, воздух, микроорганизмы, корни растений. От общего количества пор и их размеров зависят не только количественное соотношение воды, воздуха, микроорганизмов и т. д., но и условия передвижения почвенных растворов, воздуха, тепла, живых организмов. Поэтому пористость во-многом определяет важнейшие свойства почвы и прежде всего водно-воздушные, и тем самым, в значительной степени влияет на ее плодородие.

Различают пористость общую, капиллярную и некапиллярную. Общей пористостью называют суммарный объем пор почвы, выраженный в процентах к объему почвы. Знание общей пористости необходимо для вычисления воздухосодержания и влагосодержания, полной влагоемкости и других показателей. Общая пористость находится в тесной обратной зависимости от плотности почвы, поэтому, чем рыхлее почва, тем больше величина общей пористости и меньше плотность почвы.

Величиной общей пористости, также как и плотностью почвы, пользуются при характеристике степени уплотненности почвы. Наиболее благоприятные условия водно-воздушного и теплового режимов почвы для растений и микроорганизмов складываются при величине общей пористости пахотного слоя 55…65%. При оценке уплотненности почвы по общей пористости можно пользоваться шкалой (табл. 4).

4. Оценка общей пористости почвы по

п/п	Общая пористость, %	Качественная оценка почвы
1.	Более 70	Избыточно пористая, почва вспушена
2.	65…55	Отличная, культурный пахотный слой
3.	55…50	Удовлетворительная для пахотного слоя
4.	50…40	Неудовлетворительная для пахотного слоя
5.	40…25	Чрезмерно низкая, характерна для уплотненных иллювиальных горизонтов

На очень плотной почве, так же как и на чрезмерно рыхлой, рост и развитие сельскохозяйственных культур ухудшается. Общая пористость рассчитывается по формуле, а результаты расчетов по слоям почвы заносят в таблицу 5.

  [%]

5. Определение общей пористости почвы

Слой почвы, см	Плотность почвы, г/см3	Плотность твердой фазы почвы, г/см3	Общая пористость, %	Качественная оценка
0…10
10…20
20…30
30…40

Чем больше общая пористость почвы, те больше в ней может содержаться воды и воздуха. Жизнедеятельность растений и микроорганизмов в значительной степени определяется наличием в почве возможно большего количества влаги при условии достаточного количества воздуха. Количество воздуха в почве (пористость аэрации) зависит от величины общей пористости и от степени увлажнения почвы, так как воздух размещается в почвенных порах, не занятых водой.

При снижении пористости аэрации ниже 10…12% от объема почвы, резко ухудшается газообмен между почвенным и атмосферным воздухом, что приводит к замедлению роста растений и их гибели. Оптимальные условия водо - и воздухообеспечения растений создаются при наличии в почве 60…75% воды и 25…40% воздуха от общей пористости. Сельскохозяйственные растения предъявляют неодинаковые требования к содержанию воды и воздуха в почве.

6. Оптимальное соотношение воды и воздуха в почве для нормального роста сельскохозяйственных культур

Сельскохозяйственные культуры	Содержание в % от общей пористости
воды	Воздуха
Пропашные	55…65	35…45
Зерновые	55…75	25…35
Травы	70…80	20…30

Порядок выполнения занятия

Пористость аэрации (воздухосодержание) вычисляют на основании данных общей пористости, весовой влажности, плотности почвы и выражают в процентах к объему почвы. Прежде всего необходимо вычислить объем пор занятых водой, то есть установить содержание воды в почве в объемных процентах. Эту величину определяют по формуле:

Wv = W • dv  [%]

где  Wv – объемная влажность, %;

  W – полевая влажность, % (из занятия 2);

  dv – плотность почвы, г/см3 (из занятия 3).

Зная объем пор занятых водой, пористость аэрации рассчитывают по разности между общей пористостью и объемной влажностью по формуле:

Раэр = Робщ - Wv  [%]

Для суждения о водо - и воздухообеспеченности, влагосодержание (Wv) и воздухосодержание (Раэр) выражают в процентах от общей пористости. Результаты вычислений заносят в таблицу 7 и дают оценку почве по условиям водообеспеченности и аэрации.

7. Водо - и воздухообеспеченность почвы, %

Слой почвы, см	Плотность почвы, г/см3	Плотность твердой фазы почвы, г/см	Общая пористость, %	Полевая влажность, %	Пористость аэрации, %	Водообеспеченность, %	Воздухообеспеченность, %	Оценка почвы
0…10
10…20
20…30
30…40

Занятие 6. Определение строения пахотного слоя

Поры в почве разнокачественные. Относительно широкие промежутки между агрегатами твердой фазы, в которых передвигается вода под действием сил тяжести и не удерживается, называются некапиллярными порами. Обычно эти поры заняты  подвижным воздухом и обусловливают  постоянную аэрацию почвы. Суммарный объем некапиллярных  пор называют  некапиллярной пористостью (Рнк). Другая категория представлена капиллярными порами, где вода перемещается и удерживается менисковыми силами. подвижность воды и воздуха в этих порах замедлена и падает по мере  уменьшения их в диаметре.  Объем капиллярных пор составляет капиллярную пористость (Ркап). Сумма капиллярной и некапиллярной пористости составляет общую пористость. В агрономическом отношении важно, чтобы почвы располагали большим объемом капиллярных пор и при этом имели некапиллярную пористость не менее  20…25% от общей пористости, так как от этого зависят водно-воздушные свойства почвы. В практике земледелия при установлении роли различных агротехнических приемов (обработка почвы, чередование культур, внесение удобрений и др.) в изменении физических свойств определяют строение пахотного слоя почвы.