18. Для ориентировочных расчетов можно принимать следующие значения удельного веса почвенных частиц: супесчаные почвы - 2,70; легкие суглинки - 2,65; средние суглинки - 2,60; тяжелые суглинки и глины - 2,55; поверхностные слои черноземных и сильногумусированных почв - 2,40.
19. Значение величины удельного веса почвенных частиц очень важно (и это его основное значение) для вычисления порозности почвы и содержание в ней воздуха.
Вычисление общей порозности (скважности)
почвы и содержание в ней воздуха
20. Общую порозность почвы (Пр) по ее объемному весу (ОВ) и удельному весу почвенных частиц (d) вычисляют следующим образом:
21. Зная влажность почвы (W), ее объемный вес (ОВ) и удельный вес почвенных частиц (d), легко подсчитать содержание воздуха в почве или, как неудачно ранее называлось, аэрацию - А:
Содержание воздуха в почве (А) колеблется в зависимости от степени ее увлажнения от величин, близких к ее порозности (для сухих почв), до нуля (при полном заполнении почвенных пор водой).
22. При слишком низком содержании воздуха в почве возникают аэробные условия, которые отрицательно сказываются на деятельности полезных микроорганизмов и развитии корневых систем всех растений, не имеющих в своих листьях, стеблях и корнях воздухопроводящих тканей (аэренхимы).
23. Влажностью почвы называют процентное содержание в ней влаги, теряемой при высушивании почвы до постоянного веса в сушильном шкафу, при температуре 105 - 110 ºС. Ее выражают в процентах к весу высушенной почвы или объему почвы в нарушенном сложении.
24. Значение влажности почвы необходимо для определения общих и доступных для растений запасов почвенной влаги, влагоемкости почв, рациональных поливных норм, содержания воздуха в почве и т.д.
25. Необходимое оборудование: 1) буры почвенные для бурения на глубину до 1,0 -1,5 м; 2) стамеска или нож (для выборки образца почвогрунта из бура); 3) пронумерованные и взвешенные бюксы в переносных ящиках (по сотням).
26. Для определения влажности почвы методом высушивания требуются: 1) весы ВТК-500, технические (до 100-200 г); 2) разновес (от 0,01 до 100 (сто) г); 3) электрический сушильный шкаф; 4) термометр (до 150 ºС); 5) часы; 6) полотенце или перчатки (для выемки горячих бюксов из сушильного шкафа и их закрывания).
27. При изучении водно-физических свойств почв в экспедиционных условиях влажность почвы определяют по всей корнеобитаемой толще почвы (1,0-1,5 м).
28. Пробы почвы для определения влажности берут или со стенки разреза, или из скважины при помощи бура. В первом случае после описания разреза с затененной стенки после ее зачистки (на 8-10 см) из слоев с определенных глубин в алюминиевые бюксы забирают при помощи ножа или стамески пробы почвы весом 15 - 20 грамм (на 1/2 но не более 2/3 бюкса указанных ниже размеров). Пробы берут с двух- или трехкратной повторностью 10-сантиметровыми (а в верхних слоях даже 5 (пяти) санитметровыми) слоями в соответствии с генетическими горизонтами (слоями).
29. Для работы в полевых условиях удобны алюминиевые бюксы уменьшенного размера: высотой 30-40 миллиметра и диаметром 40 миллиметов. Высота крышки 15-20 миллиметра.
30. Первое взвешивание взятых почвенных проб желательно проводить в тот же день, а чтобы предотвратить возможность подсыхания почвенных проб до этого взвешивания, необходимо ящик с бюксами держать в затененном месте в мешковине.
31. После первого взвешивания бюксов с влажной почвой (вес до сушки) снимают с них крышки, надевают их на донышки бюксов и ставят в сушильные шкафы, где и сушат при 105 - 110 градусов до постоянного веса при открытых вентиляционных отверстиях. Контрольное взвешивание проводят через 5- 6 часов, а затем через каждые 2 часа.
32. Бюксы с высушенными почвенными пробами при помощи полотенца или перчаток вынимают из шкафа, сейчас же закрывают их крышками и оставляют остывать на воздухе на 1- 2 часа. После этого проводят второе взвешивание (вес после сушки). Результаты определения записывают в лабораторный журнал (таблица 3).
3. Образец лабораторной записи определения удельного веса почвенных частиц
Местоположение и номер разреза __________________________________________________
Дата взятия проб в поле___________________________________________________________
Фамилия почвоведа, бравшего пробы _______________________________________________
Определение влажности проводили _________________________________________________
(фамилия)
Дата определения ________________________________________________________________
Влажность (W) подсчитывают по формуле:
где Рв, Рс и Рп - веса бюксов соответственно с влажной почвой (до сушки), с сухой почвой (после сушки) и пустого. Влажность почвы обычно подсчитывают с точностью до 0,1%.
33. Под влагоемкостью почвы понимают ее способность вмещать в себя и удерживать при определенных условиях то или иное количество воды. В зависимости от условий заполнения и удержания воды различают полную, капиллярную и наименьшую влагоемкость.
34. Полная влагоемкость,или водовместимость (ПВ) соответствует количеству влаги, заполняющему полностью почти все почвенные поры, что, например, имеет место под уровнем грунтовой воды. При этом практически всегда около 5-8% объема почвы оказывается занятой защемленным воздухом. Полная влагоемкость рассчитывается и без поправки на защемленный воздух по следующей формуле:
В этом случае полная влагоемкость почвы, выраженная в процентах от ее объема, соответствует порозности почвы.
35. Капилярная влагоемкость (далее - КВ) соответствует количеству воды, частично заполняющему почвенные поры и удерживаемому в них на той или иной высоте над уровнем грунтовой воды за счет капиллярных (или менисковых) сил. Величину капиллярной влагоемкости условно характеризуют количеством влаги, которое способен впитать в себя и удержать 10-сантиметровый столбик почвы, нижний конец которого находится в соприкосновении со свободным уровнем воды (будучи погружен в воду на 1-2 миллиметра) такое время, в течение которого почвенный столбик насытится водой до постоянного веса.
36. Под предельной полевой влагоемкостью (далее - ППВ) понимают способность почвы вмещать в себя и удерживать небольшое количество воды в природных условиях в неподвижном или в практически неподвижном состоянии после обильного увлажнения и стекания всей способной стекать воды. Величина предельной полевой влагоемкости почвы при глубоком залегании грунтовых вод (что имеет место в большинстве случаев) соответствует ее наименьшей влагоемкости. При близком же залегании грунтовых вод (различные разновидности луговых почв) предельная полевая влагоемкость различных горизонтов почв соответствует капиллярной влагоемкости этих горизонтов с учетом высоты их положения над уровнем грунтовой воды.
37. Необходимое оборудование: 1) бочки для подвоза воды общим объемом 1000-1200 литра; 2) 2-3 ведра и широкогорлая железная воронка; 3) клеенчатый сантиметр; 4) 1-2 малые шанцевые лопатки; 5) полиэтиленовая пленка, сено, солома, мох или свежескошенная трава для укрытия почвы от высыхания; 6) два обрезка доски (для установки бурильщика сверх укрытия при взятии почвенных проб) и все оборудование, необходимое для определения влажности.
38. Метод определения предельной полевой влагоемкости в полевой обстановке для метрового слоя почвы состоит в следующем: на характерном для данной почвы участке обваловывается (высота валика 30-35 сантиметра) круглая площадка радиусом около 1 метра. Поверхность почвы внутри площадки приводят в такое состояние, какое она будет иметь при ее производственном использовании. Затем обвалованную площадку поливают водой из расчета 250-300 литра на 1 квадратный метр при метровой глубине промачивания. Для предохранения поверхности почвы от разрушающего действия воды под струю воды подкладывают сноп соломы или большую связку сена, травы.
39. После полива всю площадку укрывают и оставляют на несколько суток для стекания всей воды в нижние слои почвенно-грунтовой толщи. Практически это заканчивается в песчаных и супесчаных почвах за сутки, в суглинистых - через двое суток и в глинистых и солонцеватых - через 4-5 суток. По истечении этого срока с площадки из почвы не менее чем в трехкратной повторности буром забирают почвенные пробы, в которых определяют влажность. Она характеризует предельную полевую влагоемкость почвы в целом и в отдельных ее слоях.
40. Запись при определении предельной полевой влагоемкости почвы такая же, как и при определении влажности почв.
41. Качественную оценку получаемой величины предельной полевой влагоемкости почвы дают по объему оставшегося в почве воздуха. Исходя из ранее приведенных данных о потребности растений в почвенном воздухе, можно признать, что если предельная полевая влагоемкость составляет не более 80%, а на долю почвенного воздуха приходится не менее 20% объема почвы, то такая величина ППВ считается хорошей, благоприятной для обеспечения растений водой и воздухом. Если на долю воздуха остается от 20 до 15%, то условия считаются удовлетворительными. При снижении содержания воздуха в почве от 15 до 8% условия считаются неудовлетворительными, а ниже 8% - совершенно неудовлетворительными и даже для многих растений гибельными. В последних случаях для улучшения жизни растений необходимо рыхлить этот почвенный слой или удалять вредный избыток воды осушением.
4. Наименьшая влагоемкость почв средней гумусированности (примерные значения)
42. Почвенной влажностью устойчивого завядания растений (или просто влажностью завядания) называют такую влажность почвы, при которой растения, произрастающие на той или иной почве, начинают увядать и не восстанавливают тургор своих листьев даже при помещении их в атмосферу, насыщенную водяными парами. Эта гидрологическая характеристика почв чрезвычайно важна в агропроизводственном отношении потому, что она позволяет выделить из всего запаса почвенной влаги ту ее часть, которая продуктивно используется растением. Влажность завядания может быть определена прямым биологическим методом и косвенным методом.
43. Для определения влажности завядания прямым биологическим методом необходимо следующее оборудование: 1) ступка с деревянным пестиком; 2) сито с отверстиями 2 миллиметра; 3) алюминиевые бюксы (высотой 60-70 мм) или чайные стаканы, или какие-либо другие сосуды для выращивания растений; 4) отрезки стеклянных трубок длиной, равной высоте сосуда; 5) семена ячменя, овса или яровой пшеницы (или других растений) в зависимости от возделываемых культур; 6) кружка с носиком (для поливки); 7) парафиново-вазелиновый сплав (4 части парафина + 1 часть технического вазелина по весу); 8) плотный деревянный ящик с крышкой (для создания атмосферы, насыщенной водяными парами); кроме того, необходимое оборудование для определения влажности почв.