uchebnik13

Термометры Савинова устанавливают на той же площадке,

где измеряют температуру поверхности ПОчвы. для установкн

выкапывают яму глубиною 30 см с отвесной лицевой стороной, обращенной на север, и вставляют термометры под каждый пяти­ сантиметровый слой так, чтобы резервуар термометра распола­ гался параллельно поверхности почвы, а длиниый ствол термо­

метра со шкалой выступал из земли. Термометры ставят на ли­

цевой стенке шурфа по прямой, ориентированной с востока на

запад на расстоянии 10 см друг от друга. Когда термометры

вставлены, яму засыпают, последовательно уплотняя почву во­

круг них.

Для устойчивости под ствол термометра ставят козлы, сде­

ланные из тонких палочек Термометрами Савинова пользуют

ся в течение вегетационного периода На зиму их обычно сни­

мают

В ы т я ж н ы е р т у т н ы е т е р м о м е т р ы (рис. 98,JJ)

имеют шкалу, градуированную до 0,20; они вставлены в MeTa.ТJ­

лическую оправу, имеющую прорезь против шкалы термометра.

При помощи винта оправу с термометром закрепляют на де­

ревянной планке, оканчивающейся металлическим колпаком

с кольцом для выемки термометра из почвы. Длину

планки устанавливают в зависимости от глубины измерения

температуры с таким расчетом, чтобы, после устаНОВЮI термо­

метра на необходимой глубине, верхняя часть его возвышалась над почвой на 30--50 CAt (в зависимости от глубины снежного

покрова в данном месте). На дно оправы насыпают медные опилки, в которые устанавливают резервуар термометра. ОПИ:l­

ки сохраняют в течение 30-40 сек прежнюю температуру на

шкале, что вполне достаточно для пронзведения отсчета. Планку

с укрепленным термометром вставляют в трубу из пластмассы lfЛИ эбонита, имеющую на конце металлическую насадку-гильзу, при этом термометр должен касаться дна гильзы. Вся тяжесть термометра при этом приходится на верхний колпачок с коль­

цом. Перед установкой погружаемую в почву часть трубы окра­

шивают в зеленый цвет, надпочвенную -В белый, Д.ТJЯ уменьше­

ния нагревания солнцем.

Вытяжные термометры устанавливают В ряд на расстоянии

50 см один от другого на глубинах 20, 40, 60, 80, 120, 160, 240,

320 C.4t. Глубину погружения термометров увеличивают в направ­ лении к западной стенке почвенного шурфа, глубины можно из­

менять при различных исследованиях. Для установления трубы на заданной глубине делают скважину буром с диаметром, не­

сколько превышающим диаметр трубки термометра, или выка·

пывают траншею. После установки трубы скважину засыпают,

уплотняя почву вокруг термометра_

Во избежание затаптывания и чрезмерного уплотнения почвы около термометров, ВДОJ1Ь линии установки их строят реечный

теля напряжения R5 и Rб включен реостат с R=25000 9. Регули­

при его ВI{лючении стреm<а галь-

мощью виЛl<И, находящейся на

их концах.

Jlстановка термометра: в поч­ ве буром проделывают СI<Бажину

на изучаемую г.7Iубину и в дно ее

тщательно уплотняют. Измери­

тельНЫЙ агрегат размещают на

поверхности почвы на расстоянии длины соединительных про­

водов. ПредваритеJIЬНО каждый точечный термометр градуи-

~

100

fI

50

'О -10 -10 О 10 ~ t'C

-50

--- ТеРМ()СОПР(Jmv{Jленvе f1If'f}NON=PQ N'Z

,.

-150

РИС. 101. ГраДУИРО!Jочная КРИ!Jан термометра сопро­

тивnсния

руют. По оси абсцисс откладывают температуру от - 20 до

+400 С, по ординате вверх от абсциссы - показания гальвано­

метра при 11 положении переJ{лючателя, вниз от абсциссы­

при 1 его положении. Температура почвы отсчитывается на

прямой (рис. 101) по данным отсчета на гальванометре.

Измерение глубины промерзания ПОЧВЫ. При решении ряда

теоретичеСI<ИХ и практичеСIШХ вопросов - культуры сеЛЬСIШХО­

зяйственных растений, оцеНJ{И почвы и грунта в строительст­

ве - очень важно знать глубину промер­

зания почвы и грунта. Трудность опредс­

Jlения ее состоит в том, что замерзать во­

и, несмотря на отрицате.1JЬные темпера­ туры, вода содержится в жидком со­

стоянии.

Определение глубины промерзания

почвы производят методом шурфования,

бурения п мерзлотометрами разных кон­

струкций.

1\1. е т о Д шур Ф о в ДОВО.1IЬНО прю.шти­

вен и трудоемок, ио доступен каждому

исследователю. В почве вьшапывают яму

80 Х 60 см с отвесиой липевой стеНl{ОЙ до глубины промерзания. Границу про­

трудом вгоняют в мерзлый слой почвы, в талую почву он вхо­

дит сравнительно легко. В извлеченных буром почвенных

образцах естественного сложения на..'1ичие льда определяют на

глаз с помощью лупы.

М е р з ..'1 О Т О М е р Д а н и .1 И Н а (рис. 102) определяет г..'1у­

бину промерзания почвы по замерзанию дистиллированной воды

в I{аучуковой трубl{е (1), погруженной в почву. Трубку внизу

закрывают пробlШЙ, а верхний конец надевают на ниппель дере­

вянной ВЫТЯЖНОЙ палкой (2), на конеп IШТОРОЙ крепят ко.тmачок

с JШ.J}ЬПОМ (3) ДJJЯ выеМЮI меРЗ.тJ.отомера из почвы.

На резиновую трубl{У нанесена шкала в сд Чтобы лед не пе­

ремещался по трубке, ВНУТрИ нее пропущен пучок вощеных JIИ­

TOJ{, проходящих через всю длину. Лед, смерзшийся с НИТI{ами,

остается на месте своего образовщшя. При заполнении трубки

294

водой через отверстие в ниппе.rIе необходимо следить, чтобы в нее не попал воздух. Резиновую трубку помещают в защитную ме­

таллическую трубку (4) с латунным наконечником (5), I{ IЮТО­ рому БЛИЗIЮ подходит конец измерительной резиновой трубки,

так что зазор между нИми равен примерно 3 MAt . YCTaHOBI{y мер­

злотомера производят так же, l{aK и вытяжных термометров.

В правильно установленном мерзлотомере нулевое деление шкалы совпадает с поверхностью почвы. Устанавливают мерзло­ томер там же, где ведут наБJIюдения за температурой почвы.

Длина мерзлотомера в почве составляет 150200 см.. что

соответствует наблюдаемой в природе глубине промерзания

почв. При отсчете наблюдатель, стоя на СI{амейке, вытаСI<ивает за IЮЛЬЦО резиновую труБJ{У, прощупывает ее, устанавливае1

длину столбика замерзшей воды и глубину ее нахождения, за­ revr опять ОПУСI{ает трубку в защитную трубу. Наблюдения по

1\lеРЗ.1отомеру ведут с осени до весны, до полного оттаивания

почвы.

Описанный мерзлотомер прост, доступен и широко распро­ странен, но измеряет он не глубину промерзания почвы и грун­ та, а проникновение в почву нулевой температуры. Замерзание

дистиллированной воды происходит при другой температуре,

чем замерзание воды в почве. Для более точных измерений сле­

дует использовать метод элеl{тричеСIЮГО сопротивления. На этом принципе сконструирован ряд мерзлотомеров: Зильбер­

Gоженовой, Рымши, Боженовой, Шимановским. Из них мерзло­ томер Шимановского (ТЭМ) более совершенный, позволяющнй

()дновременно регистрировать глубину промерзания или оттаи­

вания почвы и ее температуру. Перечисленные выше мерзло­

томеры измеряют только промерзание почвы.

Определение замерзающей и незамерзающей воды с по­

мощью калориметра. Метод разработан в центральной лабора­

тории института мерзлотоведения АН СССР (З. А. Нерсесова,

1954). В основе его лежит определение количества тепла, рас­

ходуемого на таяние льда в замерзшей почве. Измерение про­ lJЗВОДЯТ в калориметре, устройство которого дано на рис. 93.

.~ Ход определения. Производят сбоРI{У и провеРI{у-работы I{ало­

риметра, I{алориметрический стакан наполняют БОДОЙ, вес IЮТОРОЙ

устанавливают путем взвешивания. Температура Boды в калори­

метре 17-20°. Затем определяют тепловое значение I{алориметра К

по теплоте растворения перекристаллизованного :КО. Теплота

чеСIЮИ жидкости от теплоты растворения :КСI с учетом попраВlШ tlt

на теплообмен, определение которои описано ниже. Тепловое зна­

чение калориметра

Влажную навес!<у почвы в 15-20 г помещают в латунныи нике­ лированный бюкс и выдерживают в течение CYTOI< в криостате

или в ультратермостате (см. рис. 88), где отрицательную темпера­

туру поддерживают с помощью охладительных смесей (см. табл. Ю

приложения) на определенном заданном уровне, например: _5С

или -10"с.

Через 10'-15 м,ин после сборки калориметра, когда установ­

лен постоянный ход температуры в нем (перед погружением почвы

в калориметр). производят наблюдения за температурой в !<8ЛО­

риметре по термометру Бекмана в течение 1о' ,м,ин. Отсчет и запись

температуры делают каждую минуту, что необходимо для учета

потери тепла на радиацию -М. После этого образец в криостате

или из ультратермостата подносят к !<алориметру и через труб!<у

из изоляционного материала бюкс с почвой быстро переносят

в калориметр. Наблюдения за ходом температуры в калориметре

продолжают и отсчеты делают каждую минуту. В калориметре происходит таяние льда в образце почвы, что влечет за собои

понижение температуры в системе. Отсчет по термометру Бекмана

продолжают до тех пор, пока температура не начнет подниматься,

что показывает, что весь лед в почве растаял. Затем делают еще

10 отсчетов и на этом определение зю<анчивают. Запись произво­

дят по форме табл. 46. После калориметрирования в образце почвы

методом сушки определяют количество воды - ge. На основании проведенных наблюдений сначала вычисляют поправку на тепло­

тепла за счет радиации в окружающую среду. Поправку на ради­

ацию вычисляют по формуле:

том, Qn- то же после опыта, to и t,,- начальная и конечная темпера-

n-l

тура во время опыта. r,t - сумма температур !<алориметра в те-

1

чение опыта за исключением последнего отсчета - ({n)' tA- конеч-

ная температура главного периода опыта с учетом поправки на

теплообмен = ' n+ Ы.

ДЛЯ определения количества замерзшей воды вычисляют теп­

лоту поглощения Q, идущую на отепление до оое, и оттаивание льда в образце почвы, нагревание почвы, бюкса, незамерзающей

296

21 '

ВОДЫ И воды, полученном изо льда до температуры равновесия,

и отдача тепла I{алориметром, при охлаждении его от начальной

венного термометра;

t1n - равновесная температура с учетом поправки на теплообмен,

приведенная I{ ПОI{азаниям обьшновенного ртутного термо·

g1( - количество ВОДЫ в калориметре в граммах,

С1( - теплоеМIЮСТЬ ВОДЫ в J{8лориметре для температуры средней

между to и t'n;

_ К - тепловое значение I{алориметра.

298

По количеству замерзшей воды ВЫЧИСЛЯЮТ lюэффициент льдистости

(114)

тепловое значение калориметра К = 80, вес ВОДЫ в почве ge=7,80 г,

обыкновенного термометра [о = 19,10°; ['12 = 18,46°. Разница [0-[' 12=

0,81·100

W"e% = 10,48 = 7,73.

Попутно вычисляются: lюэффициент льдистости

ильдонасыщенность

у ge ~gn = 0,380.

Тюшм образом, из общего количества воды 7,8 г (или 74,43% от веса сухой ПОЧВЫ) при выдерживании образца при темпера­

туре - 1,2° в лед перешло 66,7% воды, 7,73 % воды при этой

температуре не замерзло.

ГЛАВА Х

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОйСТВА ПОЧВЫ

к физико-механическим свойствам ПОЧВЫ относят твердость.

или сопротивление сдавливанию и расклиниванию, лИfШОСТЬ,

пластичность, набухание и другие, определяющие, в основном,

технологические свойства ПОЧВЫ. Знание этих свойств почвы не­ обходимо для правильного конструирования сельскохозяйст­

венных орудий и машин, расчетов удельного сопротивления

почвы при обработке и перекатывании машин по ней. ФИЗИlЮ­ механичеСlше свойства почвы определяют износ соприкасающих­ ся с ней отдельных частей ОРУДИЙ обработки и коэффициент их

полезного действия.

ФИ3И1ю-механические свойства определяют качество обра­ ботки и Xapal{Tep деформации почвы при работе сельскохозяй­ ственных машин. Очень большое значение имеет знание физи­ ка-механических свойств почво-грунта при строительных рабо­ тах, а также в керамической промышленности.

Физико-механические СВОЙСтва оказывают влияние на рост

и развитие корневых систем растений. Поэтому понятен инте­

рес к изучению этих СВОЙСТВ. Исследования ведут, с одной сто­

роны, в целях изучения влияния физика-механических свойств

на работу машин и орудий, с другой СТОРОНЫ,-по выяснению

влияния последних на почву.

ТВЕРДОСТЬ ПОЧВЫ

Твердость почвы есть сопротивление ее вертикально прило­

женной силе при разрезании, раСlшинивании или сдавливанииl .

1 Не следует понятие «твердость» смешивать с понятием «плотность» По;{ плотностью понимают сложение почвы (рыхлое, плотное и т. il ), определяемое

укладкой механических элементов или агрегатов. Количественно ее выражают

величиноii объемного веса, или порозности.

300