В) Визначення повної вологоємності ґрунту (пв)

1. Визначення ПВ проводиться за тими ж зразками, за якими визначалась капілярна вологість (КВ). Трубку з ґрунтом поміщають у склянку, наливають у неї стільки води, щоб вона була на одному рівні з ґрунтом у трубці. Накривають трубку зверху склом.

2. Треба запам’ятати, що для повного насичення водою необхідний час від 1 до 3 діб.

3. Після повного насичення водою трубку з ґрунтом виймають зі склянки, швидко переносять у фарфорову чашку і зважують. При цьому одержують масу тари + ґрунт, повністю насичений водою.

4. Вираховують повну вологоємність:

де А– маса тари, г;

Б – маса тари + абсолютно сухий ґрунт, г;

В – маса тари + ґрунт, повністю насичений водою, г.

Г) Визначення найменшої вологоємності ґрунту (нв)

1. НВ визначають у цих же зразках після визначення ПВ. Для цього трубки з ґрунтом, насиченим до ПВ, поміщають на 2 скляні палички і дають надлишковій воді стекти.

2. Поміщають трубки з ґрунтом у фарфорову чашку, зважують. При цьому одержують масу тари + ґрунт, насичений до НВ.

3. Вираховують найменшу вологоємність:

де А – маса тари, г;

Б – маса тари + абсолютно сухий ґрунт, г;

В – маса тари + ґрунт, насичений до НВ, г.

Д) Визначення максимальної водовіддачі ґрунту (мвв)

Вираховується максимальна водовіддача (кількість води, яку може віддати ґрунт після повного насичення його водою).

де В – маса ґрунту, насиченого до ПВ, г;

В – маса ґрунту, насиченого до НВ, г;

Б – маса тари з абсолютно сухим ґрунтом, г;

А – маса тари.

За результатами аналізу заповнюють таблицю.

Ґрунт	КВ, %	ПВ, %	НВ, %	МВВ, %
Пісок
Суглинок

Висновки.

Контрольні запитання

1. Які основні форми ґрунтової води?

2. Які головні властивості твердої, хімічно зв’язаної та пароподібної води?

3. Що таке гігроскопічна вода, які її властивості?

4. Що таке МГВ?

5. Що таке плівочна вода, які її властивості?

6. Що таке капілярна вода, які її властивості?

7. Чому вода рухається по капілярах?

8. Від чого залежить висота та швидкість капілярного піднесення?

9. Що таке капілярно-підперта та капілярно-підвішена вода?

10. Що таке гравітаційна вода?

11. Що таке водопроникність ґрунту?

12. Які водні властивості ґрунту ви знаєте?

13. Що таке вологоємність, які її типи?

14. Як визначити КВ, ПВ, НВ, МВВ?

15. Які водно-гідрологічні константи ви знаєте?

16. Що таке ВВ, як її розрахувати?

17. Які форми води доступні для рослин?

18. Які форми води важкодоступні для рослин?

19. Які форми води середньо доступні для рослин?

20. Які форми води легко доступні для рослин?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Тема: Загальні фізичні властивості грунту.

Мета роботи: Ознайомитись з методикою та визначити об’ємну і питому вагу твердої фази грунту та його пористість.

Прилади і матеріали: Електронна вага; пікнометр на 100мл, водяна баня, сито (d=1мм.), склянки, лійка, промивалка, металічний циліндр відомого об’єму, ніж, електрична плитка, термометр, дистильована вода, зразки грунту, парафін.

І. Визначення питомої ваги твердої фази грунту

Теоретичні відомості

Питома вага грунту – це відношення ваги твердої фази грунту до ваги рівного об’єму води при 4-х градусах. Величина питомої ваги грунту залежить від співвідношення в ньому органічної і мінеральної частин, а також від характеру мінералів, які входять до його складу. Грунти, багаті на органічну речовину, мають меншу питому вагу, а грунти з малим вмістом органічних речовин і більшим вмістом мінеральних сполук – більшу. Питома вага більшості грунтів знаходиться в межах 2,5 – 2,7, а взагалі питома вага грунтів коливається 2,3 – 2,9.

Знайти питому вагу необхідно для визначення пористості грунту. Питома вага грунту прямо характеризує вміст органічних речовин і мінералогічний склад грунту.

Хід роботи

1. З грунту, просіяного через сито (d=1мм.), взяти наважку близько 10гр. і помістити його в бюкс.

2. Заповнити дистильованою водою кімнатної температури пікнометр місткістю 100 мл.

3. Зважити пікнометр з водою на вазі.

4. Відлити з пікнометра приблизно половину води і висипати в нього через лійку грунт.

5. Лійку сполоснути водою ,зливаючи її в пікнометр. Стежити, щоб усі частинки грунту потрапили в пікнометр.

6. Знову зважити бюкс. За різницею порожнього бюкса і бюкса з грунтом встановити вагу грунту, взятого для визначення питомої ваги.

7. Для видалення з грунту повітря, прокип’ятити протягом півгодини пікнометр із грунтом на водяній бані.

8. Охолодити пікнометр до кімнатної температури і долити в нього до риски води.

9. Зважити пікнометр.

10. Перерахувати взяту наважку на абсолютно сухий грунт. Перерахунок зробити за формулою:

де Р- вага абсолютно сухого грунту;

Ро- вага повітряносухого грунту ( наважка );

А- вміст гігроскопічної вологи в грунті %.

Обчислити питому вагу грунту за формулою:

де Р - вага абсолютно сухого грунту, взятого для аналізу;

Р₁ - вага пікнометра з водою;

Р₂ - вага пікнометра з водою і грунтом;

D - питома вага грунту.

Вага бюкса з грунтом,г	Вага пікноме-тра з водою,г	Вага бюкса порож-нього, г	Наважка повітряно-сухого гру-нту,г	Вага пікнометра з водою і грунтом, г	Абсо-лютно суха на-важка, г	Питома вага грунту

ІІ. Визначення об’ємної ваги грунту

Теоретичні відомості

Об’ємна вага – це вага в грамах 1см³ абсолютно сухого грунту природної будови. Відомо, що грунт може мати пухку і щільну будову. Чим пухкіший грунт, тим менша його об’ємна вага і навпаки.

Таким чином, об’ємна вага грунту є об’єктивним показником, який свідчить про певний ступінь пухкості грунту. Разом з тим слід врахувати, що об’ємна вага залежить також від механічного складу грунту, мінерального складу і від вмісту органічних речовин у ньому, тобто від тих же факторів, що й питома вага грунту.

Цей зв’язок пояснюється тим, що об’ємна вага грунту залежить від його питомої ваги.

Чим більша питома вага, тим більша об’ємна вага (за сталості інших факторів).

Об’ємна вага коливається в межах 0,9-1,8. Для культурного шару вона дорівнює 1-1,1.

Спосіб 1. Циліндричний метод

Хід роботи

1.У грунт з непорушеною структурою врізати (вбити його обережними ударами) металевий циліндр діаметром 10 см і об’ємом 1 дм³ .

2. Відкопати грунт навколо циліндра, обережно підрізати його знизу і вийняти циліндр.

3. Обережно обрізати грунт, що виступає з циліндра, рівно з його краями.(При виконанні вище описаних операцій треба слідкувати, щоб будова грунту не була порушена і грунт не висипався з циліндра. Від цього залежить правильність одержаних результатів.

Якщо грунт частково висипався з циліндра, то треба взяти нову пробу).

4. Циліндр треба закрити кришкою так, щоб грунт не висипався з нього. Після цього циліндр з грунтом треба зважити.

5. Зважити порожній циліндр разом з кришкою.

6. З грунту, що досліджується, взяти зразок для визначення вологості.

7. Знаючи вагу порожнього циліндра і вагу його з грунтом, розрахувати вагу взятого об’єму грунту.

8. Знаючи вологість грунту, обчислити вагу абсолютно сухого грунту за формулою:

де Р₁ – вага абсолютно сухого грунту;

Р – вага вологого грунту в циліндрі;

А – вологість грунту в % (якщо зразок взято в полі – польова вологість).

9. Обчислити об’ємну вагу грунту за формулою:

де Р₁ – вага абсолютно сухого грунту;

V – об’єм циліндра;

D – об’ємна вага грунту.

Вага Циліндра з грунтом, г	Вага пустого циліндра, г	Вага дос- ліджува- ного грунту, г	Вологість грунту, %.	Вага абсолютно сухого грунту, г	Об’ємна вага грунту, г/см3

Спосіб 2. Метод парафінування

1. З грунту непорушеної структури вирізають у вигляді кулі чи іншої форми розміром 5 5 см і зважують на технічній чи електронній вазі.

2. Готують розплавлений парафін при t^о на 2-3^о вище точки плавлення.

3. Шматок грунту то однією то іншою стороною занурюють у парафін з метою створення парафінової плівки на поверхні грунту. Після утворення 5-10 шарів парафіну, грунт із парафіновою плівкою охолоджують і зважують.

4. За різницею між вагою грунту з парафіном (n) та вагою грунту до парафінування (m) визначають вагу парафіну (n-m). Для знаходження об’єму, зайнятого парафіном (W_П), треба вагу парафіну розділити на питому вагу (Р), що дорівнює 0,89.

5. Об’єм запарафінованого зразка грунту визначають зануренням його у мірний циліндр з водою, внаслідок чого рівень води у ньому піднімається.

За різницею рівнів води визначають об’єм запарафінованого зразка грунту (Wгр+Wпар).

6. Віднімаємо від знайденої величини об’єму грунту з парафіном об’єм парафіну і знаходимо об’єм грунту (Wгр):

Wгр = (Wгр+Wпар)-Wпар

7. Шляхом ділення ваги зразка грунту на об’єм грунту визначають об’ємну вагу його (Vгр) при даній вологості.

, (г/cм³)

8. Щоб перевести об’ємну вагу грунту з непорушеною будовою на об’ємну вагу абсолютно сухого грунту, треба отриману об’ємну вагу помножити на коефіцієнт вологості Кв.

де А – вологість зразка грунту.

ІІІ. Обрахування загальної пористості грунту

Теоретичні відомості

Пористість грунту – це загальний сумарний об’єм грунтових пор, заповнених водою або повітрям. Пористість виражають у відсотках до загального об’єму грунту, тому для її обчислення треба мати як об’ємну, так і питому вагу грунту.

Пористість грунту є його важливим агровиробничим показником. Наявність у грунті пор визначає такі важливі властивості грунту, як водо- і повітропроникність. По грунтових порах відбувається пересування грунтових розчинів, у грунтових порах живуть мікроорганізми і т.д.

Характер грунтових пор не однаковий. Поряд з великими некапілярними порами в грунті є дрібні капілярні пори. Перші містяться переважно між структурними одиницями (грудками), а другі – всередині грудок (агрегатів). По некапілярним порам у грунтах відбувається ,в основному, газообмін. Вони найчастіше заповнені повітрям. Вода по таких порах рухається тільки під дією сили тяжіння в напрямку зверху вниз. Капілярні пори заповнені як

повітрям, так і водою. Рух води в них відбувається в будь-якому напрямку під дією переважно капілярних сил.

У зв’язку з цим розрізняють 3 види пористості: загальну, некапілярну і капілярну. Загальна пористість грунтів коливається в межах 30-35% і навіть 60%. В орному шарі вона буває в межах 55-65%. З точки зору агрономії бажано, щоб на частку некапілярних пор припадала приблизно 1/3 сумарого об’єму пор і 2/3 – на частку капілярних. При цьому забезпечується близький до оптимального водоповітряний режим грунту. Пористість – одна з найважливіших властивостей грунтів, що зумовлює їх водний та повітряний режим.

Хід роботи

Розрахувати загальну пористість грунту за формулою:

де Р – пористість;

D– питома вага твердої фази;

Vгр – об’ємна вага.

Знаючи загальну пористість грунту у відсотках і його вологість, можна обрахувати пористість аерації (Раер) – відображає забезпеченість грунту повітрям, що виражається в об’ємних відсотках за формулою:

Раер =(Р –Вп)∙Vгр;

Де Р – загальна пористість грунту (%);

Вп – польова вологість грунту (%);

Vгр – об’ємна вага(г/см³).

Контрольні запитання

1. Що таке питома вага грунту? Яке її значення?

2. Що таке об’ємна вага грунту і чому для її визначення беруть грунт непорушеної будови?

3. Що таке пористість грунту і в яких одиницях вона вимірюється, яке її значення?

4. З якою метою визначають вологість грунту в дослідах з визначення питомої та об’ємної ваги грунту?

5. У чому відмінність при підготовці проб грунту для визначення об’ємної ваги грунту та питомої ваги твердої фази грунту?

6. Як розрахувати загальну пористість грунту і пористість аерації?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Тема: Приготування водної витяжки грунту, визначення його ступеня засоленості та якісний аналіз деяких хімічних елементів грунту.

Мета: Приготувати водну витяжку грунту, визначити його сту-пінь засоленості та якісний аналіз деяких елементів грунту.

Прилади та матеріали: Сито з діаметром отворів 1мм, 2 ко-лби, лійка, фарфорова чашка, водяна баня, ексикатор, сушильна ша-фа, муфельна піч, електронна вага, грунт.

Реактиви: 10% НСl; 2% AgNO3; 20% BaCl2; 4% (NH4)2C2H4; 1% K3[Fe(CN)6]; 1% NH4SCN; дифеніламін в H2SO4.