Физические свойства почвы

Вари ант	Слой почвы в колон не	Высота слоя почвы, см	Радиус колон ны, см	Масса возду шно-сухой почвы, г	Влаж ность почвы, взятой для опыта, %	Масса сухой почвы в колон Не, г	Объем почвы в колон не,см3	Плот ность почвы, г/см3	Плот ность твердой фазы, г/см3	Об щая пори стость, %

Требуется рассчитать:

Массу сухой почвы в колонне. Для расчета этой величины необходимо знать массу воздушно-сухой почвы в колонне (она учитывается при закладке опыта), а также влажность почвы, взятой для опыта (она устанавливается накануне).

Например, влажность почвы при закладке опыта составила 4%, масса воздушно-сухой почвы в колонне – 1000 г. Влажность, равная 4%, означает, что 4 г Н₂О содержится в 100 г почвы,

Х г Н₂О --------------- 1000 г почвы.

Х = (4 ∙ 1000) : 100 = 40 г Н₂О содержится в 1000 г почвы.

От массы воздушно-сухой почвы, равной 1000 г, отнимаем массу воды (40 г) и получаем массу сухой почвы: 1000 г – 40 г = 960 г.

Объем почвы в колоне. Измерив высоту и радиус колонны, вычисляется объем почвы в кубических сантиметрах по формуле:

V = π ∙ R² ∙ h

Плотность сложения почвы рассчитывается по формуле:

d = B : V,

где В – масса сухой почвы в колонне, г,

V – объем почвы в колонне, см³.

Плотность твердой фазы (величина устанавливается для каждой почвы по опубликованным материалам или базе данных кафедры).

Общая пористость вычисляется по соотношению плотности твердой фазы и плотности сложения по формуле:

Р = 100 (1 – d : D),

где Р – общая пористость, %.

d – плотность сложения, г/см³,

D – плотность твердой фазы почвы, г/см³.

Пористость аэрации рассчитывается после определения влажности в слоях колонны по формуле:

Р_аэр = Р – (а∙ d),

где Р – общая пористость, %,

а – влажность почвы, %,

d – плотность сложения, г/см³.

Определение водных свойств почвы

Через неделю после закладки опыта определяется влажность почвы в каждом 5-сантиметровом слое термовесовым методом. Для этого на технохимических весах взвешивают алюминиевые бюксы с крышкой, помещают в них на1/2-1/3 объема почву и снова взвешивают. Образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре 105⁰ С в течение 5-7 часов. Полевую влажность рассчитывают в процентах по формуле:

W = (а : б) ∙ 100,

где W – полевая влажность, %,

а – масса испарившейся влаги, г,

б – масса сухой почвы после высушивания, г,

100 – коэффициент пересчета в проценты.

Результаты определения полевой влажности заносятся в табл. 19.

Таблица 19.

Влажность почвы после высушивания

Глубина взятия проб, см	№ бюк са	Масса пустого бюкса, г	Масса бюкса с влажной почвой, г	Масса бюкса с высушенной почвой, г	Масса испари Вшейся воды, г	Масса сухой почвы, г	Влажность почвы, %	Влажность почвы в % от объема	Пористость аэрации, %

Для определения влажности почвы в % от объема следует полевую влажность умножить на величину плотности сложения (см. табл. 18).

Обсуждение результатов

По данным табл.1 и 2 дайте ответы на вопросы и сформулируйте выводы:

1. Какой категории и форме почвенной воды соответствует влажность почвы, взятой для опыта?

2. Какой почвенно-гидрологической константе соответствует эта влажность? Ее агрономическое значение.

3. Дать агрономическую оценку полученным данным по плотности почвы, общей пористости и пористости аэрации.

4. Дать сравнительную характеристику показателям физических свойств по вариантам опыта.

5. Построить график распределения влаги в колонне. В график заносятся данные, выраженные в % от объема почвы.

6. По величине влажности почвы, взятой для опыта, определить значение МАВ и рассчитать значения МГ И ВЗ. Эти значения занести в тетрадь и график:

МГ = МАВ ∙ 2

ВЗ = МГ ∙ 1,5

7. В этот же график занести величину общей пористости и выделить площадь, занятую почвой в жидкой, твердой и газообразной фазе, принимая весь объем почвы за 100%.

8. По графику определить величину НВ, ВРК и диапазон активной (продуктивной) влаги (ДАВ).

9. На основании анализа графического материала сделать вывод о том, какие категории, формы и виды воды имеются в почве колонны на разной глубине. Описать характер изменения влажности в профиле почвы. Дать оценку ДАВ.

10. Сделать выводы о зависимости всех изученных физических и водных свойств почвы от генетических особенностей, структуры и гранулометрического состава (см. прил.).

11. По величине МАВ, МГ, ВЗ, влажности почвы после увлажнения колонны, НВ рассчитать запасы воды в м³/га и мм для слоя 0-20 и слоя 0-50 см. В слоистых колоннах все данные вычисляются и записываются отдельно для каждой части колонны. Оценка запасов воды проводится по данным 8 приложения.

По полученным данным рассчитайте:

Запас воды в почве после увлажнения колонны:

В м³/га = (W₁∙Н₁) + … (W_n∙Н_n),

В мм = В м³∙0,1

Максимальный запас почвенной воды:

МЗВ м³/га = (НВ₁∙Н₁) + (НВ₂∙Н₂) + …(НВ_n∙Нn),

МЗВ мм = МЗВ м³/га∙0,1

Дефицит запаса почвенной воды:

ДВ м³/га = МЗВ м³/га – В м³/га,

ДВ мм = МЗВ мм – В мм

Запас недоступной воды в почве:

ЗНВ м³/га = (ВЗ₁∙Н₁) + (ВЗ₂∙Н₂) + …(ВЗ_n∙Н_n),

ЗНВ мм = ЗНВ м³/га∙0,1

Запас доступной (полезной) воды в почве:

ЗПВ м³/га = В м³/га – ЗНВ м³/га,

ЗПВ мм = В мм – ЗНВ мм

Максимальный запас доступной воды в почве:

МЗПВ м³/га = МЗВ м³/га – ЗНВ м³/га,

МЗПВ мм = МЗВ мм – ЗНВ мм,

где W₁, Н₁ – соответственно полевая влажность в % от объема и мощность первого слоя в колонне;

W₂, Н₂ – то же второго слоя и т.д.;

НВ₁, НВ₂, НВ₃ – наименьшая влагоемкость в % от объема для первого, второго и т.д. слоев почвы в колонне;

ВЗ₁, ВЗ₂, ВЗ₃ – влажность завядания в % от объема для первого, второго и т.д. слоев почвы в колонне.

Формами контроля работы служат:

1. Наличие в тетради краткого конспекта методики работы, результатов определений в табл. 18,19, графика и данных по запасам воды.

2. Наличие в тетради выводов и обобщений.

3. решение упражнений и задач по физическим и водным свойствам почвы.

4. Защита работы.

5. Семинар.