uchebnik13

2. B<-~ агрегаты сохранились целыми в течение 1О .мин:

Примеры, приведенные в таблице, наглядно показывают,

что величина показателя ВОДОПРОЧНОСТИ зависит от времени рас­

пада агрегатов.

В почвах N2 1 и .N'2 2 все 50 агрегатов распались за 10 мин,

но показатели водопрочности их различны, так как в первом

случае разрушение их происходило постепенно, а во втором­

агрегаты распались в первые же минуты воздействия на них

воды.

Изменения в методе анализа и расчета результатов повы­ сили точность работы. Применение «прижимного» кольца увели­

чило сходимость результатов контрольных определений. В ме-

п о Д г о т о в к а при б о Р а к Р а б о т е. На ДНО сосуда (1)

кладут кусочек сетки с диаметром отверстий 0,25-0,5 J\tJ\t. На сетку насыпают гравий (или битое стекло) сдоем 4-5 СА! дЛЯ

создания равномерного тока воды, вновь накладывают кусок

сетки и на него помещают исследуемый образец слоем в 10 СА!.

ДЛЯ определения водопрочности берут структурную фракцию

одного размера, подученную сухим просеиванием на ситах1•

Сверху почвы накладывают еще одну сетку, насыпают слой гра­

БИЯ (или битое стекло) до водоотводной трубки и закрывают сеткой. Под водоотводную трубку сосуда (1) подставляют мер­

ныи цилиндр.

а пр е Д е л е н и е в о Д оп р о ч н о с т и. Когда прибор заря­

жен, через него пропускают струю воды. Вода из сосуда 2 под

определенным напором, создаваемым разностью высот сосудов,

по трубке 5 поступает в сосуд (1); пройдя через слой гравия,

почвы, вода ИЗ.'Iивается через водоотводную трубку и собирает­

ся в мерный цилиндр. Количество просочившейся воды учиты­

Бают за определенные интервалы времени: каждые 10 мин в те­

чение первого часа, каждые 30 АtиН В течение второго и третьего

часов и затем за каждый час до установдения равномерной фильтрации.

По мере разрушения агрегатов количество воды, просачи­ вающейся сквозь почву, будет уменьшаться. По изменению

водопроницаемости судят о водопрочности почвенных агрега­

тов. Чем менее прочна структура, тем быстрее она буд€'т рас­ плываться и тем быстрее затухает кривая водопrоницаемости.

Водопрочность выражается или количеством просочившейся

БО;I,Ы за интервал времени или скоростью фильтрапии:

Q

V -= -,-,

Результаты анализа оформляют в виде таблицы и графика На графике по оси абсцисс откладывают время наблюдения,

ненарушенного сложения. Н. и. Саввинов, а позже Н. Д. Пусто­

войтов, сохраняя принцип определения водопрочности структу­

ры по учету фильтрации воды сквозь определенную толщу поч­

вы (по методу Вильямса) , предложили свой метод и прибор для определения водопрочности структуры почвы В образцах нена-

I В учебных целях целесообразно брать различные по размерам фракции одной почвы и одного размера, но разных почв Затем Б конце занятий ра­

юбрать полученные результаты

83

почвы ДJIЯ анализа могут быть взяты с любой глубины. Для этого подготавливают площадку. С ЦШ1Индра снимают крышки

и слеГКd смазывают стенки вазелином. Погружение цилиндров в почву производят С помощью наПРaI~ителя (подобно взятию

образца для определения удельного веса почвы по Н. А. Качин­ скому); в рыхлую почву цилиндр можно погружать надаВ.1ива­ нием рукой на его крышку. Образец очень плотной почвы пред­

варительно увлажняют, вырезают ножом монолитик и посте­

пенно надвигают на него цилиндр. Заполнив ци.1ИНДР, выни­

мают его вместе с почвой, удаляют ее ИЗлишки и закрывают крышками. Для сохранения в образце естественной влажности

(в СJlучаях продолжительного хранения) в .'lаборатории ци­

линдр покрывают тонким слоем парафина (для этого его тща­

тельно закрытым быстро перекатывают в ванне с расплавлен­ ным парафином) . В таIЮМ состоянии образцы могут длительное время сохранять естественную влажность. При транспорти­

ровке образцов на далекое расстояние их необходимо упаковы­

вать в небольшие ящики, перекладывая бумагой или сеном. Такая упаковка, помимо сохранения целостности образца, пре­

дохранит от резких колебаний температуры, что могло бы при­

вести в случаях высокой влажности почв к выпотеванию воды

на стенках цилиндра.

Ход определения водопрочности структуры

Перед анаJ1ИЗОllf с цилиндра снимают крышки. На дно гнезда

штатива накладывают сетку с диаметром отверстий 0,5-0,25 MJl1

Цилиндр устанавливают в «гнездо», сверху наК.1адывают также

сетку и закрывают крышкой (8), накрепко ее завинчивая. Рези­

новые прокладки на нижней и верхней крышках предохраняют от бокового оттока воды.

Напорный стакан устанавливают на заданный напор и соеди­

няют с источником воды (бутыль, кран водопроводный).

Открывают верхний п нижний краны прибора. Вода поступает

в цилиндр через нижний кран, проходит колонку почвы и посту­

пает через верхнюю отводную трубку в мерный цилиндр. Запи­

сывают liремя появления первой капли и с этого момента ведут учет количества просочившейся воды за каждые 10 МИН (6 от­ счетов), потом за каждые 30 мин (4 отсчета) П, наконец, за

каждый час до установления постоянной скорости. Первые от­

счеты можно производить через более короткие промеЖУТКJI

временп - 5 ;'шн. Периодически замеряют температуру воды, поступающей в цилиндр. Резу.fJ:Ьтаты наблюдений с поправкои

на температуру выражают в ;,tМ/;'ШН, ;,t;,t/час, ;,tM/CYTKU, c;,t/ceK Полученные данные оформляют в виде таблиц и графиков.' На графике по оси ординат откладывают коэффициент фильтра­

ции, по оси абсцисс - время в секундах, минутах, часах ИЮ!

сутках.

С помощью описанного прибора можно также изучать водо­

прочность отдедьных структурных фракций почвы.

85

Определение механической ПРОЧНОсти (связности)

почвенных агрегатов

Механическую прочность или связность агрегата можно измерить и выразить в величинах нагрузки, которая потребует­

ся Д.1Я его разрушения. Для определения связности агрегата

удобными являются метод и прибор, предложенные проф. Ви­

прочности (связности) почвенных агрегатов:

собой неравноплечие весы, На короткое плечо (1) надето при­ способ.lение из серег (2). Нижняя серьга может подниматься или опускаться с помощью впнта. Верхняя серьга подвижно под­

вешена к рычагу весов. На д.rlИнном плече помещается ползу­

нок (3), который посредством тросика - шеJIКОВОЙ нитки (7), пе­

реброшенного через блок (5), соединен с моторчиком (4).

Х о Д р а б о т ы. Для испытания берут 50 агрегатов одного размера. Испытуемый агрегат помещают, на пластинку верхней серьги. Нижнюю серьгу опускают до соприкосновения с агре­

гатом. Включают моторчик, и трос натягивает ползунок. В мо­

мент разрушения агрегата стрелка весов (6) отклоняется, на­

рушается контакт. Моторчик останавливается, и ползунок авто­

матически регистрирует нагрузку, нужную для разрушения

агрегата. для 50 агрегатов рассчитывают среднюю величину

механической прочности в граммах.

На приборе можно опредеJТИТЬ сопротивление агрегата раз­

даВ.lиванию и расклиниванию. Для расклинивания - на пла­

стинке серег закрепляют равностороннюю стальную призму.

В .'lюбоЙ лаборатории для определения механической проч­

ности мОЖНО использовать техно-химические весы на 1 кг. Для

этого одну чашку весов заменяют равным ей по весу и диа~lетру диском (из пластмассы и.тIИ алюминия), к платформе весов над диском прикреплена металлическая скоба. Сверху в центре ско­

бы и над центром нижнего диска пропущен винт с нарезкой, на нижнем конце IЮТОРОГО закреплен диск диаметром 2-3 01.

Поверхности нижнего и верхнего диска должны быть строго

параллельны. Агрегат помещают на нижний диск. Верхний

диск с помощью винта опускают до соприкосновения с агрега­

том. Открывают весы и на противоположную чаш,,:у их ставят

гири или насыпают песок до разрушения агрегата.

Определение порозности агрегатов

Порозность агрегатов важна для агрономической характе­

ристики структурных элементов почвы. Ее можно охарактеризо­ вать с количественной стороны (метод парафинирования)

и с качественно-количественной (метод микроскопирования) .

Метод парафинирования. Метод фиксирования почвенных образцов парафином известен давно. Его применяли в своих исследованиях Панков, Пигулевский, Мищенко, Рыжов и др.

Но разработанная ими методика имела существенный недо­

статок. Фиксирование образцов проводилось в парафине гу­

стой консистенции. В результате чего на поверхности образца при застывании образовывалась толстая пленка из парафина, которую необходимо было учитывать при расчете объема

агрегата.

В лабораториях физики почв МГУ и Почвенного ин-та

АН СССР проведены работы по усовершенствованию техники парафинирования и разработке методики анализа. Предлагае·тся

использовать перегретый парафин, который, благодаря жидко­

му состоянию, может, вытесняя воздух, проникать внутрь агрс­ гата и при охлаждении не давать плеюш на поверхности

образца.

Рядом исследователей (А. Ф. Тюлин, С. Н. Рыжов, М. Поль­

ский) установлена зависимость порозности агрегата от его раз­

мера: с уменьшением размера агрегата уменьшается его пороз­

насть. Соответственно этому рекомендуется определять пороз­ ность крупных И мелких агрегатов. В настоящее время исполь­

зуют методику определения порозности агрегата, дета.1ЬНО

разработанную М. Н. Польским и Н. А. Качинским.

Ф и к с а Ц и я к ру п н ы х а г р е г а т о в. Из воздушно-су­

хой почвы отбирают 5 агрегатов диаметром около 10 .ММ. Одно­

временно берут навеску почвы для определения влажности. Каждый агрегат обвязывают крест-накрест тонкой медной про­

волокой (0,1 .М.lИ) определенного веса (нарезают ОДJ1наковые

куски проволоки, взвешивают все вместе, а затем рассчиты­

вают средний вес каждой). На другом конце проволоки делают

петлю.

87

Обвязанные проволокой образцы взвешивают на аналитиче­

ских весах с точностью до 0,0001 г (P1). Взвешивают и хранят

незапарафинированные и запарафинированные агрегаты обяза­

тельно в подвешенном положении под своими номерами (при

взвешивании номера снимают).

Вычитая вес ПРОВО.10КИ и учитывая процент влажности, на­

ходят вес абсолютно сухого агрегата (Р).

удаления с поверхности агрегата пленки парафина. При этом

каждый агрегат отдельно опускают в горячий парафин и быстро

вынимают. Каплю парафина, образовавшуюся снизу агрегата,

снимают фШ1ыровальной бумагой. После этого агрегаты должны

иметь вид свежей (слегка увлажненной) почвы.

Связные и безгумусные образцы, в которых не ожидается

потери от перегревания, можно начинать фиксировать сразу

в перегретом парафине, т. е. при температуре 150-170°. Даль­

нейшая последовательность та же, что и для образцов гумусных.

88

Зафиксированные образцы взвешивают снача.1а на воздуле

(Р2) , а затем в этиловом спирте (Рз).

Взвешивание в спирте производят следующим образом: над

чашкой весов устанавливают специальный столик тюz, чтобы

он не касался чашки. На столик ставят стакан со спиртом, в ко­ торый погр)жают взвешиваемый агрегат, подвешенный на

крючке чашки весов (рис. 25).

Спирт применяют потому, что он хорошо смачивает парафин,

почти не растворяя его. Вода не смачивает парафина, поэтому

на поверхности агрегата остаются пузырьки воздуха, искажа­

V=

затем объемный вес агрегата:

р

dv=V,

отсеянной фракции отбирают 10-20 агрегатов, все вместе

взвешивают и раскладывают на «блюдце» из фильтровальной

бумаги, в дне которого проделаны (иголкой) небольшие от­

верстия.

«Блюдце» с агрегатами устанавливают на металлическую

сетку и опускают в широкую чашку с расплавленным парафи­ ном, нагретым примерно до 1000. Сначала сетка лишь касается

поверхности парафина и агрегаты насыщаются капишrярно;

после удаления большей части воздуха из пор агрегатов сетку ногружают в парафин. По прекращении выделения пузырыюв

89·

Таб:lица 18

I

I

воздуха парафин охлаждают до 70-800 и «блюдце» с агрега­ тами извлекают из парафина.

Остывшие агрегаты отделяют от дна «блюдца» вместе

с парафиновой корочкой и переносят на теплую этернитовую плитку, покрытую фильтровальной бумагой. Здесь агрегатики

осторожно перекатывают по бумаге до удаления с их поверхно­ сти парафиновой пленки. Для перекатывания удобно использо­

вать стеклянную палочку с резиновым наконечником, заострен­

ным наподобие пера.

Правильно зафиксированные агрегаты не должны иметь

неЗ3ПО.1ненных пор и парафиновой пленки на поверхности. За­

парафинированные агрегаты взвешивают снача.тJа на воздухе,

а зате!"\l в этиловом спирте. Взвешивание агрегатов в спирте производят в спепиальном стаканчике. Стаканчик имеет сужен­

НОе дно, обтянутое батистом или тонкой метаЛ.'1ическоИ сеткой

для того, чтобы спир,!; свободно входил в стакан. В верхней

части стаканчика имеются крючечки, за которые на ПРОВо.'1Очке

с агрегатами ПО.'Iностью погружают в стакан со спиртом, установ­

.'IенныИ на столике, как бьшо описано выше и видно на рис. 2~. Он не должен касаться стенок и дна бо.'IЬШОГО стакана и выхо­

дУ.ть за пределы поверхности спирта при поднятии.

Порядок расчета порозности мелких агрегатов такой же, как

для агрегатов крупных.

Порозность агрегата свыше 50% считается наилучшей, 5045 хорошей, 45-40 - удовлетворительной и меньше 40% - не­

удов.1етворительноЙ.

Агрегаты черноземной почвы имеют наилучшую и хорошую

ПОРОЗНОСТЬ, даже в иллювиальном горизонте она не бывает ни­

же 40%. В подзолистой почве порозность в агрегатах горизонта

А не поднимается выше удовлетворите.'IЬНОЙ. В ИЮJювиальном

90