4.2.4. Визначення максимальної молекулярної вологоємкості ґрунту методом вологоємких середовищ

Максимальна кількість плівкової води, яку здатний поглинути та утримати ґрунт, характеризує найбільшу молекулярну вологоємкість ґрунту. Визначення цього показника методом вологоємких середовищ базується на здатності деяких матеріалів, наприклад, сухого фільтрувального паперу, при тісному контакті відбирати із зволоженого зразка ґрунту всю воду, крім плівкової.

Хід роботи. Зразок ґрунту у повітряно-сухому стані розтирають та пересівають крізь сито з отворами 0,5 мм. Середню пробу просіяного ґрунту (біля 50 г) ретельно змішують з водою (у фарфоровій чашці) до тістоподібного стану. Металічну пластинку-шаблон товщиною 2 мм з круглим отвором діаметром біля 5 см кладуть на шматок шовковистої тканини (батист, шовк). Круглий отвір у пластинці-шаблоні заповнюють підготовленою зволоженою масою ґрунту. Надлишкову кількість ґрунту, що виходить за вінця пластинки, зрізують ножем. Шаблон зні­мають, а ґрунт, що лишився, накривають другим шматком шовковистої тканини.

Підготовлений зразок ґрунту кладуть між декількома аркушами фільтрувального паперу, далі між дерев’яними або металічними пластинками (товщина дощечок повинна бути не менше 1 см, металічних пластинок — 0,5 см), нарешті під гідравлічний прес з тиском 65–70 кг/см². Через 10 хвилин спресований ґрунт ретельно «звільняють» від шматочків тканини та фільтрувального паперу, розламують на окремі частини і кладуть в заздалегідь зважений сушильний стаканчик.

Зразок ґрунту разом із сушильним стаканчиком зважують і ставлять на висушування при температурі 104–105°С до постійної ваги.

Зважують сушильний стаканчик (бюкс) з висушеним зразком ґрунту і обчислюють найбільшу молекулярну вологоємкість (НМВ) у процен­тах на абсолютно сухий ґрунт.

(40)

(А — маса пустого, заздалегідь зваженого бюкса, г; Б — маса бюкса з ґрун­том, який утримує плівкову воду, г; В — маса бюкса з абсолютно сухим ґрун­том, г; В-А — маса абсолютно сухого ґрунту, г; Б-В — маса води, г).

4.2.5. Визначання вологості стійкого в’янення рослин методом вегетаційних мініатюр

Вологістю в’янення рослин (ВВ) називають вологість, при якій рос­лини набувають ознак стійкого в’янення і перенесення їх у сприятливі умови (атмосферу, насичену парами води) не відновлює тургору лист­ків, тобто не припиняє в’янення. Отже, ВВ характеризує нижню межу вмісту в ґрунті продуктивної для рослин вологи, що має велике значення для ґрунтової, агрохімічної та агромеліоративної характеристик ґрунту.

Величина ВВ залежить від гранулометричного складу ґрунту, вмісту гумусу і виду рослин. Чим важчий ґрунт і чим більше в ньому гумусу, тим вища ВВ. У піщаних ґрунтах ВВ не перевищує 1,5%, в суглинкових вона коливається від 3,5 до 12, на глинистих досягає 20, а на торфах пе­ревищує 50% від маси сухого ґрунту (табл. 26).

26. Вологість в’янення ґрунтів різного гранулометричного складу і торфів (за с.А. Вериго, л.О. Разумовою)

Гранулометричний склад	ВВ, % від маси ґрунту
Пісок	0,5–1,5
Супісок	1,5–4,0
Суглинок: легкий	3,5–7,0
середній	5,0–9,0
важкий	8,0–12,0
Глина	12,0–20,0
Торф низинний	40,0–50,0

Суть визначення вологості стійкого в’янення рослин полягає у вирощуванні культур методом вегетаційних мініатюр, за поступового зниження запасів вологи в ґрунті до стійкої втрати листками рослин тургору і визначення на цей момент вологості ґрунту.

Відбирання ґрунту проводять згідно з ДСТУ 4287. Ґрунт висушують на повітрі в спеціально обладнаному приміщенні, уникаючи попадання прямого сонячного світла, відбирають рослинні рештки, подрібнюють товкачиком з гумовим наконечником і просіюють через сито з отворами діаметром 3 мм. В просіяному ґрунті визначають вологість у відсотках гравіметричним методом згідно з ДСТУ ISO 11465. Методом квадратів відбирають дві проби. Масу проби повітряно-сухого ґрунту m_вг в грамах обчислюють за формулою:

(41)

де – відносна вологість на суху масу ґрунту;

1,65 – стала для обчислення маси води у пробі;

165 – маса сухого ґрунту об’ємом 150 см3 за щільності 1,1 г/см³, г .

Приготування поживної суміші

Приготування розчину поживної суміші проводять з розрахунку 50 см³ на один стакан з ґрунтом місткістю 250 см³ для поливу сходів ячменю протягом усього експерименту. Для цього в 5 літрах з дистильованої води розчиняють такі солі:

• амоній фосфорнокислий однозаміщений – 2,03 г;

• амоній азотнокислий – 3,88 г;

• калій азотнокислий – 2,68 г.

Для посіву відбирають насіння ячменю чи вівса зі схожістю не менше 95%. Для пророщування насіння беруть кювету, заповнену добре зволоженим піском. Насіння кладуть на пісок рівномірно, накривають папером і ставлять в приміщенні за температури оточуючого повітря навколишнього середовища (20±2)°С. Процес проростання насіння контролюють кожного дня.

Аналізування

Відібраний для аналізу ґрунт засипають в скляні стакани місткістю 250 см³. Легким постукуванням стакану по поверхні стола, або ж постукуванням шпателю по стінці стакану ущільнюють ґрунт до об’єму 150 см³.

Вирощування рослин відбувається при зволоженні близькому до оптимальних значень, що відповідає таким параметрам вологості ґрунту:

• пісок, супісок – від 10 % до 15 %;

• легкий і середній суглинок – від 15 % до 25 %;

• важкий суглинок, глина – від 25 % до 35 %.

Гранулометричний склад ґрунту визначають за даними лабораторних аналізів згідно з ГОСТ 12536, або ж польовим методом шляхом розкочування вологого ґрунту [2].

Масу води m_в у грамах, необхідну для оптимального зволоження розраховують за формулою:

(42)

де – оптимальна вологість ґрунту у відповідних параметрах згідно гранулометричного складу, %;

– відносна вологість на суху масу ґрунту;

150 – об’єм ґрунту у стакані, см³;

1,1 – щільність ґрунту у стакані, г/см³;

100 – перерахунок із відсотків.

Полив ґрунту до заданого рівня вологості проводять мірним циліндром спочатку поживною сумішшю, а після її витрачення – з дистильованою водою і контролюють по масі стакану з ґрунтом. Зважування проводять на лабораторних вагах загального призначення 4-го класу з найбільшою межею зважування до 500 г з похибкою ± 0,038 г.

Проросле насіння з корінцем не більше половини зернини вибирають і висаджують по 5 штук на стакан в лунки на глибину 0,5 см, пригортаючи насіння ґрунтом. Після висадки насіння стакани накривають листом цупкого паперу для призупинення швидкого висихання ґрунту.

Після появи сходів папір знімають і переносять рослини в стаканах під установку штучного освітлення з інтенсивністю (5000±500) лк. В центрі установки на рівні травостою ставлять аспіраційний психрометр. Рослини вирощують за кімнатної температури з тривалістю освітлення 16 год. на добу.

Кожного дня проводять контрольні зважування стаканів з похибкою ± 0,038 г. Коли вологозапаси в ґрунті знизяться до нижньої межі оптимального зволоження, яка відповідає (75±5) % від оптимальної вологості, рослини поливають водою до її оптимальних значень, контролюючи набуту масу зважуванням.

Після появи першого листка дві рослини з п’яти видаляють, залишаючи три найбільш розвинуті.

Кожного ранку і опівдні проводять візуальний огляд стану розвитку рослин. Коли третій лист ячменю або вівсу буде розвиватися до рівня другого, в заготовлених по розміру стакана кружках із кальки прорізають отвори, в які вставляють рослини, а кружки з кальки вкладають на поверхню ґрунту так, щоб краї кальки не торкались ростків. Після цього на кружок насипають пісок рівним шаром товщиною не менше 2 см.

Після засипання кружків піском припиняють полив і контрольне зважування. Як тільки під час спостережень будуть помічені рослини у яких на всіх листках знижений тургор, їх переставляють в ексикатор, де вологість повітря близька до насичення. Ексикатор на ніч накривають ковдрою для усунення різних коливань температури і конденсації парів води всередині ексикатора. Якщо до ранку рослина відновила тургор хоча б на одному листку, стакан з рослиною знову повертають під установку штучного освітлення. Якщо ж до ранку тургор не відновився на жодному листку, тоді ґрунт в цьому стакані досяг вологості стійкого в’янення і стакан в цей же день розбирають.

Рослини зрізують. Знімають пісок, кальку і верхні 2 см ґрунту. Ґрунт, що залишився звільняють від корінців і визначають в ньому вологість, згідно з ДСТУ ISO 11465, яка відповідає вологості стійкого в’янення рослин.

Зі стаканів беруть аналітичні проби ґрунту масою від 10 г до 15 г, переносять їх в пронумеровані, чисті і попередньо зважені бюкси і накривають кришками. Бюкси з ґрунтом зважують на вагах 1-го класу з похибкою ± 0,00015 г, відкривають кришки і ставлять в нагріту сушильну шафу. Ґрунт висушують до постійної маси за температури (105±2) ºС. Висушування і зважування закінчують, коли різниця між повторними зважуваннями не буде перевищувати 0,005 г.

Результати аналізування і розрахунків заносять до таблиці 27.