Результаты опыта № 3

Вытяжка	Наличие Са2+ в фильтрате (есть, нет)	Реакции, происходящие в почве	Вид поглотительной способности
Водная
KCl

(NH₄)₂CO₃. Взять две пробирки, в одну прилейте раствор реактива (NH₄)₂CO₃, в другую фильтрат. В растворах определите наличие СО₃. Для этого в каждую из пробирок прилейте раствор BaCl₂. В присутствии СО₃^2- образуется трудно растворимая соль ВаСО₃. результаты занести в табл. 16.

Определите вид поглотительной способности. Обоснуйте заключение.

Таблица 16

Результаты опыта № 4

Раствор (NH4)2CO3	Наличие СО32-	Реакции, происходящие в почве	Вид поглотительной способности
Чистый
Пропущенный через почву

Задание 1. Выполните опыты 1-4 определите вид поглотительной способности в каждом.

Контрольные вопросы

1. От каких свойств катионов зависит их коагулирующая способность?

2. Объясните, почему электролиты вызывают коагуляцию коллоидов?

3. Каким образом можно использовать в гидромелиорации различные виды поглотительной способности для улучшения свойств почв?

4. Как улучшить свойства почв за счет химической мелиорации?

Тема 5. Водно-физические свойства почв (2ч.)

Цель занятия: разобраться, как зависят водопроницаемость и водоподъемность почв от гранулометрического состава, структуры почвы, содержания гумуса, состава поглощенных оснований.

Содержание:

• Определить водопроницаемость и водоподъемную способность: песка, суглины, чернозема, солонца;

• По заданным параметрам рассчитать воднофизические свойства почв.

Базовый материал: /1, 3/, конспект лекций, теоретические пояснения к теме.

Теоретические пояснения к теме:

Водопроницаемость – способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость делится на две стадии:

1. Впитывание – последовательное заполнение пор водой;

2. Фильтрация – наблюдается при полном насыщении почвенных пор водой и движение ее сплошным потоком под действием силы тяжести (выпадение большого количества осадков, чрезмерное снегозадержание, орошение большими нормами).

Водопроницаемость почвы измеряется объемом воды, протекающей через единицу площади поверхности почвы в единицу времени и выражается в миллиметрах водного столба на единицу времени.

Водопроницаемость зависит от:

• Пористости;

• Формы почвенных пор;

• Гранулометрического состава;

• Состава поглощенных катионов (если много Na⁺, почвы быстро набухают и становятся практически непроницаемыми для воды).

При плохой (низкой) водопроницаемости происходит застаивание воды, стекание по уклону, развитие эрозии, вымокание растений.

При высокой водопроницаемости - не создается запаса влаги при орошении.

Водоподъемная способность – способность почвы вызывать капиллярный подъём влаги. Проявляется в порах с диаметром меньше 8 мм до 0,003 мм (чем тоньше поры почв, тем выше поднимается в них вода). Также важна скорость капиллярного подъема, которая зависит от радиуса капилляров и вязкости воды. С уменьшением радиуса капилляров высота капиллярного подъема возрастает, а скорость подъема уменьшается. Засоленные грунтовые воды обладают большей скоростью капиллярного подъема, чем пресные.

Задание 1. Водопроницаемость и водоподъемная способность почв.

Оборудование и реактивы: трубки, штативы, чашки Петри, стаканы, мерные цилиндры: суглина, песок, чернозем бесструктурный (растертый), солонец бесструктурный.

Опыт № 1. Водопроницаемость

В пять стеклянных трубок с марлевым дном и дренажем из песка поместите слоем в 8 см следующие породы и почвы (считать от песка): в первую – песок, во вторую – суглину, в третью – чернозем структурный суглинистый, в четвертую – чернозем растертый суглинистый, в пятую – солонец растертый суглинистый .

При набивке трубки поворачивайте и слегка постукивайте, чтобы почва и порода располагались равномерно. Во все трубки насыпьте сверху 1 см песка.

В трубки подлейте воды (столб воды над песком 2 см), отмечая в течение 20 мин глубину промачивания через каждые 2 мин. (В 1-й и 3-й трубках отметить время от приливания воды до выхода первых капель).

Полученные данные занесите в табл. 17.

Таблица 17

Водопроницаемость породы и почвы.

Почва и порода	Водопроницаемость, см
	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
Песок
Суглина
Чернозем структурный
Чернозем растертый суглинистый
Солонец растертый суглинистый

Опыт № 2. Водоподъемная способность.

В пять стеклянных трубок насыпьте слоем 10 см следующие породы и почвы: в первую – песок, во вторую – чернозем бесструктурный (растертый) суглинистый, в третью – солонец растертый суглинистый, в четвертую - чернозем структурный суглинистый, в пятую – суглину.

Трубки должны стоять в чашках Петри. Одновременно подлейте воду во все чашки. Если вода будет уходить, подливайте еще. Отмечайте скорость поднятия воды через каждые 2 мин в течение 20 мин. Полученные данные занесите в табл. 18.

Таблица 18

Водоподъемная способность почв и пород.

№ трубки	Почва и порода	Водопроницаемость, см
		2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
1	Песок
2	Суглина
3	Чернозем структурный
4	Чернозем растертый суглинистый
5	Солонец растертый суглинистый

Домашнее задание: начертите графики зависимости водопроницаемости от гранулометрического состава, структуры, гумуса, состава поглощенных оснований как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. График зависимости водопроницаемости от гранулометрического состава почвы.

Контрольные вопросы

1. Как предотвратить потерю воды из каналов?

2. Как уменьшить высоту поднятия грунтовых вод, чтобы предотвратить вторичное засоление почв?

3. Как зависит водопроницаемость от гранулометрического состава?

4. Как зависит водопроницаемость от структуры?

5. Как зависит водопроницаемость от состава поглощенных катионов?

6. Как зависит скорость поднятия воды от гранулометрического состава?

7. Как влияет структура почвы на поднятие воды?

8. Как влияют поглощенные кальций и натрий на поднятие воды?

9. Как предотвратить поднятие воды в пахотный и подпахотный горизонты в увлажненных почвах?

Задание 2. Расчет вводно-физических свойств почв по заданным параметрам: плотности сложения (ПП, г/см³), плотности твердой фазы (ПТФ, г/см³), максимальной гигроскопичности (МГ, %), полевой влагоемкости (НВ, %) и естественной влажности (В, %).

Рассчитать:

1. Общую пористость (Р_общ, %):

;

2. Пористость аэрации при естественной влажности (Р_аэрВ, %):

;

и при полевой влагоемкости (Р_аэрНВ, %):

;

3. Дать оценку по пористости и плотности сложения, используя справочный материал табл. 19-22.

4. Влажность завядания (ВЗ, %):

ВЗ =1,34·МГ - для песчаных, супесчаных, легкосуглинистых почв;

ВЗ = 1,5·МГ – для всех почв средне-, тяжелосуглинистого и глинистого гран. состава;

ВЗ = 2·МГ - для солонцов и солончаков независимо от гранулометрического состава.

5. Запас труднодоступной для растений влаги (ВЗ, мм) для слоя h

ВЗ мм=0,1·ВЗ%∙h·ПП и для исследованной толщи (Н) по сумме ВЗ по всем слоям (горизонтам).

6. Водовместимость (ВВ) – количество влаги, соответствующее полному заполнению всех пор и трещин водой. ВВ численно равна общей пористости, но, так как в почвенных порах содержится около 8% защемленного воздуха, то

, где ВВ – водовместимость, %

; , где ВВ – додовместимость, м³

7. Водоотдача (ВО, %) – максимальное количество воды, которое необходимо удалить из почвы при проведении осушительных мероприятий:

; где ВВ – водовместимость, %

Водоотдача (ВО, м³/га):

; где ВО – водоотдача, %

Общая водоотдача до глубины Н см равна сумме по отдельным горизонтам.

8. Запас воды в отдельном слое почвы В, мм:

;

и запас воды в отдельном слое почвы В, м³ ;

так как 1мм влаги в почве соответствует 10м³ на 1га. Запас воды до глубины Н см равен сумме по отдельным слоям (горизонтам).

9. Запас воды, соответствующий полевой влагоемкости (НВ, мм), вычислить по формуле

;

где h – мощность горизонта, см.

10. Дефицит запаса почвенной влаги (ДВ, мм) для отдельного горизонта:

Дефицит запаса до глубины Н равен сумме по отдельным горизонтам.

11. Влажность торможения развития растений ВТ, предполивная влажность:

;

До глубины Н – сумма по отдельным горизонтам

12. Оптимальная поливная норма (ОПН, м³/га):

ОПН = 0,3·НВ;

13. Запас продуктивной влаги (Q, мм):

1. при НВ (Q _НВ, мм)

; где ВЗ, мм

;

так как слой воды в 1мм на 1га равен 10м³;

2. при естественной влажности

;

Дать оценку по таблице 21

2. Данные расчетов и объяснение к ним представить оформленными через неделю после получения задания.

Справочные данные для расчетов

Таблица 19

Оценка плотности суглинистых и глинистых почв

(по Н.А. Качинскому)

Плотность, г/см3	Оценка почвы
<1,0	Почва вспушена или богата органическим веществом; очень рыхлая.
1,0-1,1	Типичные величины для культурной свежевспаханной почвы; рыхлая
1,20-1,3	Пашня уплотнена
1,31-1,4	Пашня сильно уплотнена
1,41-1,6	Типичные величины для иллювиальных горизонтов различных почв (кроме черноземов) и пород
1,6-1,8	Сильно уплотненные горизонты

Таблица 20

Оценка пористости почв (по Н.А. Качинскому)

Общая пористость в вегетационный период, %	Качественная оценка пористости
>70	Почва избыточно вспушена, Пористая
65-55	Культурный пахотный слой – отличная
55-50	Удовлетворительная для пахотного слоя
<50	Неудовлетворительная для пахотного слоя
40-50	Характерна для иллювиальных горизонтов и пород

Таблица 21

Оценка почв по воздухосодержанию

Пористость, аэрация, %	Оценка пористости
>20	Хорошая
15-20	Удовлетворительная
8-15	Неудовлетворительная
<8	Гибельная для растений

Таблица 22

Оценка почв по воздухосодержанию

для некоторых сельскохозяйственных культур

Пористость, аэрация, %	Оценка для различных культур
6-10	Могут удовлетворительно развиваться травы
10-20	Могут удовлетворительно развиваться зерновые
15-20	Может удовлетворительно развиваться сахарная свекла

Таблица 23

Оценка запасов продуктивной влаги (по А.Ф. Вадюниной и З.А. Корчагиной)

Градация	Запасы влаги, мм
В слое 0-0,2 м: Запасы хорошие Запасы удовлетворительные Запасы не удовлетворительные	>40 20-40 <20
В слое 0-1м: Запасы очень хорошие Запасы хорошие Запасы удовлетворительные Запасы плохие Запасы очень плохие	>160 160-130 130-90 90-60 <60

Контрольные вопросы:

1. Дать краткую характеристику каждому из водно-физических свойств и объяснить их роль в мелиоративной практике.

2. Какие свойства почв учитываются при установлении ОПН?

3. Какими агротехническими приемами можно регулировать запасы продуктивной влаги в почве?

4. Как влияет слоистость почвогрунта на водные свойства почв?

5. Описать зависимость водных свойств от окультуренности почв.