Определение содержания песка в почве

    1) в мерный цилиндр вместимостью 100 мл насыпать той же почвы, в которой определялось содержание глины, и уплотнить до объема 10 мл (см³);

    2) прилить воды до метки 100 мл и хорошо размешать стеклянной палочкой;

    3) дать жидкости отстояться в течение 90 с;

    4) слить мутную воду и снова в оставшийся осадок долить воды до метки 100 мл, хорошо размешать, дать отстояться 90 с и снова слить мутную воду. И так повторять до тех пор, пока вода после отстаивания не будет совершенно прозрачной;

    5) измерить объем оставшегося в цилиндре песка, принимая каждый миллиметр (см³) осевшей почвы за 10% песка;

    6) определить механический состав почвы, пользуясь таблицей 1.2.3

 

Таблица 1.2.3 - Определение механического состава почвы (по соотношению песка на каждую часть глины)

 

Песок, часть	Разновидность почвы
1-2 3 4 5-6 7-10  более 10	глинистая                                       тяжелая      суглинистая        средняя                                       легкая        супесчаная        песчаная

 

    7) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

№ образца	Объем почвы, взятой для определения глины	Объем почвы в цилиндре через 30 мин.	Прирост объема почвы	Глина, %	Объем почвы, взятой для определения песка	Объем почвы после отмывания	Песок, %	Соотношение глины и песка	Механический состав почвы

 

Задание 3 Определение механического состава почвы методом отмучивания

    Материалы и оборудование: образцы заранее прокаленной почвы, технические весы с разновесами, пробирки, фарфоровые чашки, эксикатор, щипцы, сушильный шкаф.

    Пояснения к заданию. Определение механического состава почвы методом отмучивания основано на разделении песка и глины в воде вследствие различных скоростей падения механических элементов: крупные частицы в воде оседают значительно быстрее мелких.

    Ход работы:

1) взвесить 10 г почвы.

    2) перенести почву в пробирку (пробирка должна быть достаточно широкой, чтобы почва занимала не более ¼ ее объема).

    3) долить в пробирку воды настолько, чтобы она вместе с почвой заняла объем ¾ пробирки (для удобства взбалтывания), и хорошо взболтать.

    4) поставить пробирку в штатив и дать отстояться в течение 3 мин. (за это время крупные частицы песка осядут на дно пробирки, а мелкие глинистые частицы останутся в воде во взвешенном состоянии).

    5) слить воду со взвешенными в ней глинистыми частицами.

    6) вторично заполнить пробирку водой, взболтать содержимое, дать отстояться в течение 3 мин и вновь слить глинистую часть почвы. Этот прием повторить несколько раз, пока вода в пробирке не станет прозрачной.

    7) перенести (с помощью воды) находящуюся в пробирке песчаную фракцию в предварительно взвешенную фарфоровую чашку и дать отстояться в течение 3 мин.

    8) после отстаивания воду из чашки осторожно слить, а остаток ее, связанный с песком, удалить высушиванием в сушильном шкафу при температуре 60-80⁰С в течение 10-15 мин.

    9) охладить чашку с сухим песком в эксикаторе и взвесить.

    10) определить массу песка в пробе (из массы чашки с сухим песком вычесть массу чашки).

    11) определить массу глины в пробе (из массы образца почвы 10 г вычесть полученную массу песка в пробе).

    12) вычислить процентное содержание физической глины и физического песка в исследуемой почве.

    13) пользуясь шкалой Н.А. Качинского (таблица 1.2.1), определить разновидность почвы по механическому составу.

    14) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

Место взятия образца	Масса, г					Глина, %	Песко, %	Разновидность почвы
	навески	фарфоровой чашки	чашки с песком после высушивания	песка в пробе	глины в пробе

Задание 4 Определение структурного состава почвы

    Материалы и оборудование: образцы почвы, технические весы с разновесами, набор сит с диаметром ячеек 10;5;3;2;1;0, и 0,25 мм, фарфоровые чашки (алюминиевые стаканы).

    Пояснения к заданию. В естественных условиях механические элементы почвы связаны между собой в комочки, или агрегаты различной величины и формы. Агрегированию почв способствуют органические и минеральные коллоиды, различные соли и т.д. Относительное (в процентах) содержание в почве агрегатов (структурных отдельностей) различной величины и формы называется агрегатным составом почвы. Агрегаты (комочки) размером более 10 мм называют глыбами, от 0,25 до 10 мм – макроагрегатами, меньше 0,25 мм – микроагрегатами. Совокупность агрегатов или структурных отдельностей различной величины, формы, пористости, механической прочности и водопрочности составляет почвенную структуру. Количество структурных отдельностей различных размеров без учета их водопрочности определяются путем «сухого» рассева почвы по методу Н.И. Саввинова, а количество водопрочных агрегатов – с помощью «мокрого» рассева комков.

    Ход работы:

1) взять средний образец почвы массой 0,5-2,5 кг;

    2) выбрать корни, гальку и другие включения;

    3) довести почву до воздушно-сухого состояния (растирать и просеивать нельзя);

    4) составить колонку из сит с ячейками (сверху вниз) 10, 5, 3, 2, 1, 0,5 и 0,25 мм, имеющую на нижнем сите поддон;

    5) просеять почву небольшими порциями (по 100 г) через колонку сит (во время рассева верхнее сито закрыто крышкой);

    6) разобрать колонку сит, перенести оставшиеся на ситах и поддоне комочки в отдельные фарфоровые или алюминиевые чашечки;

    7) взвесить чашечки с почвой (агрегатами) и вычислить процент каждой фракции по формуле

х =

а b

∙ 100

(1)

где х – содержание агрегатов определенной фракции, %;

    а – масса агрегатов определенной фракции, г;

    b – масса агрегатов всех фракций, г.

    8) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

Размер фракций (агрегатов), мм	номер чашки	Масса, г			Агрегаты, %	Почва
		чашки	чашки с агрегатами	агрегатов
> 10
10-5
5-3
3-2
2-1
1-0,5
0,5-0,25
< 0,25

        

9) при необходимости определения количества водопрочных агрегатов в почве, пользуясь специальной литературой (И.С.Кауричев, 1973), провести «мокрый» рассев комков, полученных при сухом просеивании.

Водные свойства почвы

    Вода – один из важнейших факторов плодородия почвы и урожайности культурных растений. Почти всю необходимую для жизни воду высшие растения получают из почвы. Влага в почве может находиться в различных состояниях: в одних – она доступна для растений, в других – недоступна им. Формы воды в почве показаны на рисунке 3. Наличие в почве тех или иных форм воды и их соотношение зависят как от количества поступающей в почву воды, так и от водных свойств самой почвы. Главнейшие из них: влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, или капиллярность, и испаряющая способность.

 

частицы почвы, покрытые: 1 – гигроскопической; 2 – максимальной гигроскопической; 3 и 4 – пленочной; 5 – гравитационной водой.    Рисунок 2 - Формы воды в почве (схема А.Ф. Лебедева)

Влагоемкость – это способность почвы вмещать и удерживать определенное количество воды.

При этом различают следующие виды влагоемкости: полную, капиллярную, предельную полевую и максимальную адсорбционную.

Величина всех видов влагоемкости зависит от механического состава, структуры почвы и содержания гумуса: она возрастает с переходом от легких почв к тяжелым, от бесструктурных к структурным и от мало гумусированных к хорошо гумусированным почвам.

 

Задание 1 Определение гигроскопической влаги в почве

Материалы и оборудование: 2-3 образца почвы разного механического состава, просеянной через сито с ячейками 1 мм; стеклянные стаканчики с притертой крышкой (бюксы), аналитические весы, сушильный шкаф, эксикатор с хлористым кальцием, тигельные щипцы.

Пояснения к заданию. Всякая почва обладает гигроскопичностью, т.е. способностью адсорбировать (поглощать) парообразную влагу из атмосферного воздуха и прочно удерживать ее на поверхности своих частиц. Адсорбированная сухой почвой влага из водяных паров соприкасающегося с ней атмосферного воздуха называется гигроскопической водой.

Содержание гигроскопической воды в почве зависит от механического и химического состава почвы, а также от относительной влажности воздуха. Чем она (относительная влажность) выше и чем мелкоземистее почва, т.е. чем сильнее дисперсность почвы и больше в ней коллоидов, тем выше гигроскопическая влажность. Количество гигроскопической влаги определяют высушиванием воздушно-сухой почвы до абсолютно сухого состояния. Величину гигроскопической влажности используют для пересчета результатов анализов на абсолютно сухую навеску.

Ход работы:

 1) взять стеклянный бюкс, высушить его при температуре 105⁰С в течение 3 ч в сушильном шкафу, охладить в эксикаторе и взвесить;

2) в высушенный бюкс ложечкой насыпать воздушно-сухую почву массой около 5-10 г (для тяжелых почв меньше, для легких – больше), закрыть крышкой и взвесить на аналитических весах;

3) поместить бюксы с почвой (крышку открыть) в сушильный шкаф и сушить при температуре 105⁰С в течение 5-6 ч;

4) по окончании сушки бюкс закрыть крышкой и перенести тигельными щипцами в эксикатор для охлаждения;

5) взвесить бюкс с высушенной почвой и снова поместить в сушильный шкаф на контрольную сушку в течение 2 ч;

6) охладить бюксы с почвой и провести контрольное взвешивание. Если масса после второй сушки не изменилась или отличается от предыдущей не более чем на 1 мг, высушивание закончить. В том случае, когда масса уменьшилась более чем на 1 мг, почву опять просушивают до тех пор, пока масса не станет постоянной или разница массы не будет превышать 1 мг (0,01 г).

7) вычислить процент гигроскопической влаги по формуле

 

х =

а b

∙ 100,

(2)

 

где х – гигроскопическая влага (% от массы сухой почвы);

    а – масса испарившейся воды, г;

    b – масса сухой почвы, г.

 

 

8) вычислить коэффициент гигроскопичности (КГ) по формуле

 

КГ=

100 + х х

,                                           (3)

 

где х – гигроскопическая влага, %;

    Коэффициент гигроскопичности используют для пересчета результатов анализа воздушно-сухой почвы на сухую. Умножая результаты различных анализов воздушно-сухой почвы на КГ, получают процентное содержание их от массы абсолютно сухой почвы:;

    9) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

Горизонт и глубина взятия образца, см	№ бокса	Масса, г							Гигроскопическая влага, %	КГ
		бокса	бюкса с почвой				сухой почвы	испарившейся воды
			до сушки	после сушки
				1 взв.	2 взв.	3 взв.

 

Задание 2 Определение максимальной гигроскопической влаги и влажности завядания растений

Материалы и оборудование: 3-4 образца почвы разного механического состава, просеянной через сито с ячейками 1 мм; стаканчики, аналитические (или технические) весы с разновесами, эксикатор для охлаждения и эксикатор с раствором К₂SО₄, сушильный шкаф, щипцы.

Пояснения к заданию. Количество адсорбированной и конденсированной воды, которые поглощает сухая почва из воздуха, находящегося в состоянии, близком к насыщению (96-98%), соответствует величине максимальной гигроскопической влажности (МГ). Этой величиной пользуются для вычисления влажности завядания растений, т.е. той влажности почвы, при которой начинается устойчивое завядание растений. Влажность завядания (ВЗ) равна полуторно-двойной максимальной гигроскопической влажности. ВЗ определяется также биологическим методом (метод проростков).

Величину максимальной гигроскопической влажности определяют адсорбционным методом, насыщая почву парами воды над насыщенным раствором К₂SО₄.

Ход работы:

 1) взвесить на аналитических весах 5-10 г воздушно-сухой почвы для почв гумусных и тяжелого механического состава (10-15 г для легких суглинков и почв, бедных гумусом, и около 20 г для песчаных почв и песков) и поместить в предварительно взвешенный сушильный стаканчик;

2) налить на дно эксикатора насыщенный раствор К₂SО₄ (150 г соли растворить в 1 л дистиллированной воды);

3) поместить на дырчатую фарфоровую пластинку в эксикатор почву в стаканчике с открытой крышкой;

4) поставить эксикатор в темное место с относительно постоянной температурой на 4-5 дней;

5) взвесить стаканчик с почвой и снова поставить в эксикатор на 5-6 дней, затем взвесить и т.д. Насыщение почвы влагой вести до постоянно массы или до тех пор, пока разница между предыдущей массой не будет превышать 0,005 г. Длительность насыщения – около месяца;

6) высушить почву в стаканчике в сушильном шкафу при 105⁰С до постоянной массы (сушить 3 ч, повторно – 2 ч);

7) поместить почву в стаканчике с закрытой крышкой в эксикатор с хлористым кальцием для охлаждения;

8) взвесить стаканчик с почвой и вычислить процент максимальной гигроскопической влаги по формуле

 

х =

b-c c-a

∙ 100,

(5)

 

где х – искомая величина МГ, %;

    а – масса пустого стаканчика, г;

    b – масса стаканчика с почвой после насыщения, г;

    с – масса стаканчика с почвой после высушивания, г.

9) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

№ стаканчика	Масса стаканчика, г								МГ, %
	пустого	с почвой
		до насыщения	после насыщения влагой  (дата)			после сушки
			1	2	3	1	2	3

 

    10) вычислить влажность завядания растений (ВЗ), учитывая, что ВЗ = 1,5(2,0) МГ. В гидрометереологической службе ВЗ определяют умножением МГ на коэффициент 1,34.

 

Задание 3 Определение влажности почвы

    Материалы и оборудование: почвенный бур, алюминиевые стаканчики или стеклянные бюксы, технические весы с разновесами, сушильный шкаф, эксикатор, фарфоровые тарелки, роговые ложки, тигельные щипцы, сито с отверстиями 1 мм.

    Пояснения к заданию. Влажностью почвы называют количество воды в ней, выраженное в процентах к массе абсолютно сухой почвы (в последнее время влажность часто вычисляют в процентах к объему сухой почвы (влажность почвы в объемных процентах ): W = x × OM, где W – влажность, % - от объема почвы; x – влажность, % от массы сухой почвы; OM – объемная масса почвы, г/см куб).

Знание влажности почв необходимо для определения общих и продуктивных для растений запасов почвенной влаги, пересчета результатов анализов на сухую почву и т.д. Зная, какое количество воды содержится в почве, можно определить сроки и нормы полива, т.е. регулировать водный режим почвы.

    Сопоставляя данные о влажности почвы на протяжении всего вегетационного периода с результатами фенологических наблюдений за растениями на учебно-опытных участках, можно объяснить структуру урожая, динамику его накопления в связи с водным режимом почвы и выявить другие закономерности.

    Ход работы:

1) взять в поле с нужной глубины 10-15 г почвы и поместить в предварительно взвешенный стаканчик;

    2) взвесить (в лаборатории) стаканчик с почвой на технических весах с точностью до 0,01 г;

    3) поместить стаканчик (с открытой крышкой) в сушильный шкаф и сушить при 105 ⁰С в течение 6 час;

    4) по окончании сушки стаканчик закрыть крышкой и поставить в эксикатор для охлаждения;

    5) взвесить стаканчик с почвой и снова поместить в сушильный шкаф на двухчасовое повторное (контрольное) высушивание. Затем опять взвесить;

    6) вычислить процент влаги, пользуясь формулой

 

В0 =

B1 – В2 В2 – В

∙ 100,

(4)

        

где В₀ – искомая величина, %;

              В – масса алюминиевого стаканчика, г;

              В₁ – масса стаканчика с почвой до сушки, г;

              В₂ – масса стаканчика с сухой почвой, г.

    Все записи при определении влажности ведут по следующей форме

Название почвы или изучаемого варианта	Слой почвы, см	Номер стаканчика	Масса стаканчика В2, г	Масса стаканчика с почвой до сушки В1, г	Масса стаканчика с почвой после сушки В2, г			Влажность почвы В0, %
					1	2	3

  

Задание 4 Определение водоподъемной способности (капиллярности) почвы

    Материалы и оборудование: 4-5 образцов почвы разного механического состава и структурности, просеянных через сито с ячейками 1 мм, стеклянные трубки высотой 50-60см и диаметром около 3 см, штатив для трубок, жестяная коробка для воды под штатив, фильтровальная бумага, марля, шпагат, линейка, часы.

    Пояснения к заданию. Водоподъемной способностью или капиллярностью почвы называется ее способность поднимать по капиллярам влагу из нижних горизонтов в верхние. Скорость и высота подъема зависят от ширины капилляров, а значит, от механического состава и структурности почвы. В глинистых почвах вода по капиллярам поднимается медленно, но на большую высоту, в песчаных – быстрее, но на меньшую высоту. В бесструктурных почвах по сравнению со структурными вода быстрее передвигается по капиллярам и испаряется в атмосферу; в уплотненных почвах сильнее проявляются капиллярные свойства, чем в рыхлых. Благодаря водоподъемной способности почвы растения используют влагу нижних слоев почвогрунта.

     Ход работы:

1) подготовить стеклянные трубки, для чего расширенные концы трубок закрыть фильтровальной бумагой и марлей и плотно обвязать шпагатом;

    2) насыпать в каждую трубку одну из разновидностей почв, предварительно просеянных через сито с ячейками 1 мм. Заполнять трубки необходимо послойно (по 2-3 см), равномерно уплотняя почву постукиванием трубки обо что-либо мягкое или с помощью трамбовочки;

    3) поставить трубки в штатив;

    4) налить воды в жестяную коробку или в другой сосуд, подставленный под концы трубок. При этом концы трубок должны быть погружены в воду на 1 см. Заметить время начала опыта;

    5) измерить высоту подъема воды в трубке с почвой (от уровня воды в сосуде). Измерение вести через определенные промежутки времени;

    6) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

Почва	Высота подъема, см, с нарастающим итогом через минуты:												24 ч
	3	5	10	15	20	25	30	40	50	60	120	180

 

    7) полученные результаты изобразить графически, отложив на оси ординат высоту и скорость подъема воды, а на оси абсцисс – время.

 

Физические свойства почвы

 

    К общим физическим свойствам почвы относятся плотность, объемная масса, пористость и удельная поверхность. Они, как и другие физические свойства (физико-механические, тепловые), оказывают огромное влияние на плодородие почвы, рост, развитие и урожай растений.

 

Задание 1 Определение плотности твердой фазы почвы

    Материалы и оборудование: пикнометры вместимостью 100 мл, кристаллизатор или деревянный лоток с гнездами для переноски пикнометров, аналитические весы с разновесами, сушильный шкаф, алюминиевые или стеклянные сушильные стаканчики, эксикатор, электроплитка, сито с диаметром отверстий 1 мм, образцы почвы, фарфоровая ступка и пестик с каучуковым наконечником, прокипяченная дистиллированная вода в бутылях, капельницы для воды и эфира, фильтровальная бумага, полотенце.

    Пояснения к заданию. Плотностью твердой фазы почвы называют отношение массы твердой фазы сухой почвы к массе равного объема воды при 4^°С.

    Плотность твердой фазы почвы зависит от содержания гумуса и органических веществ (чем больше гумуса и органического вещества в почве, тем меньше ее плотность) и от минералов, слагающих различные почвы. Например, плотность твердой фазы песчаных почв приближается к плотности кварца (2,65), а в торфяных почв – к плотности торфа (1,4-1,7).

    Таким образом, плотность твердой фазы косвенно характеризует химический состав почвы.

    Плотность используют для вычисления порозности почвы.

    Ход работы:

1) наполнить чистый высушенный в сушильном шкафу пикнометр дистиллированной водой (из которой предварительным двухчасовым кипячением удален весь воздух);

    2) закрыть пикнометр пробкой так, чтобы из капилляра вышло 1-2 капли воды. При этом под пробкой и в капилляре не должно быть пузырьков воздуха;

    3) записать температуру воды;

    4) погрузить пикнометр на 15-20 мин в сосуд, наполненный водой (температура воды в сосуде должна быть равной температуре, обозначенной на пикнометре);

    5) вынуть пикнометр из воды, вытереть сухим полотенцем и обсушить фильтровальной бумагой (брать пикнометр необходимо двумя пальцами за горлышко, стараясь меньше нагревать его рукой);

    6) взвесить пикнометр с водой на аналитических весах с точностью до 0,001 г, вылить из него немного больше половины воды;

    7) взвесить на аналитических весах 8-10 г воздушно-сухой почвы, предварительно растертой в ступке и просеянной через сито с диаметром отверстий 1 мм (навеска почвы для определения плотности).

Одновременно отвесить в сушильный стаканчик 4-5 г почвы, поместить в сушильный шкаф и довести при температуре 105⁰С до постоянной массы. Определить гигроскопическую влагу для установления поправочного коэффициента (К) при переводе результатов анализов на сухую почву;

    8) навеску почвы, предназначенную для определения плотности, поместить в пикнометр, заполненный дистиллированной водой до 1/3-1/2 объема, и поставить на песчаную или этернитовую плитку. Кипятить в течение часа (не допуская бурного кипения) для удаления пузырьков поглощенного почвой воздуха. По мере выкипания в пикнометр доливают дистиллированную воду до половины его объема.

    После часового кипячения пикнометр охладить и долить дистиллированной водой до метки. Постукивая пальцем или карандашом по стенкам пикнометр, удалить остатки воздуха из почвы. Если есть пузырьки воздуха в горлышке пикнометра, разбить их тонкой проволочкой, а если и после этого остаются пузырьки, то удалить их прибавлением 1-2 капель эфира. Всплывшие корешки втолкнуть тонкой проволочкой в жидкость.

    После удаления воздуха закрыть пикнометр пробкой, погрузить в сосуд с водой (температура воды в сосуде должна быть такой же, как и в варианте с чистой водой, без почвы), вынуть пикнометр из воды, обтереть сухим чистым полотенцем и фильтровальной бумагой и взвесить на аналитических весах;

    9) рассчитать плотность твердой фазы почвы по формуле

 

P =

___ b __ (a+b)-c

∙ k,

(6)

 

где P – плотность твердой фазы почвы;

     а – масса пикнометра с водой, г;

     b – навеска почвы, г;

     с – масса пикнометра с водой и почвой, г.

     k– поправочный коэффициент для перевода на абсолютно сухую почву;

    10) полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

Место взятия образца	№ образца	Горизонт и глубина взятия образца	№ пикнометра	Масса пикнометра с водой, г	Масса почвы, г	Масса пикнометра с водой и почвой, г	Поправочный коэффициент	Плотность твердой фазы

Задание 2 Определение объемной массы почвы

    Материалы и оборудование: почвенный цилиндр-бур, деревянный молоток, почвенные ножи, лопата, алюминиевые сушильные стаканчики, сушильный шкаф, весы с разновесами, рулетка или сантиметр.

    Пояснения к заданию. Объемной массой почвы называют массу 1 см³ сухой почвы (высушенной до постоянной массы при 105⁰С), взятой в ее естественном сложении (со всеми порами).

    Объемная масса характеризует плотность сложения почвы и часто употребляется как ее синоним. Объемная масса почвы зависит от характера слагающих почву минералов, содержания органического вещества, структуры и порозности почвы. Чем рыхлее почва, структурнее и чем больше в ней перегноя, тем меньше ее объемная масса. Объемная масса минеральных почв колеблется от 0,8 до 1,8 г/см³. Легкие почвы имеют большую объемную массу, чем тяжелее.

    От объемной массы почвы зависит распространение корневой системы растений, водный, воздушный и тепловой режимы почв, а значит, и продуктивность растений.

    Знание объемной массы почвы (или ее горизонта) необходимо для расчета порозности почвы, для вычисления запасов в ней элементов питания растений, гумуса, воды и т.д.

    Для вычисления запасов тех или иных веществ в почве (в горизонте) можно использовать следующую формулу

 

Z = М ∙ ОМ∙ А,                                                    (7)

 

где Z – запас соединения, т/га;

M – мощность горизонта, см;

OM – объемная масса, г/см³;

A– содержание соединения, % от массы сухой почвы, если А выражено в мг на 100 г почвы (а не в %), то Z будет выражаться в кг/га (а не в т/га).

В полевых условиях объемную массу определяют в почве с ненарушенным сложением (в естественном состоянии), в лабораторных определение делают из рассыпного образца с нарушенным состоянием почвы, что не дает полного представления об объемной массе почвы.

Ход работы:

1) подготовить почвенный разрез с отвесной стенкой;

    2) специальным цилиндром-буром (объемом 50 см куб, объем цилиндра-бура (V см куб) вычисляют по формуле

V =

p ∙ d^2 4 ∙ h

,                                     (8)

где π = 3,14, d - внутренний диаметр режущей части бурика, см;

h – высота бура, см.

Взять почвенные образцы в ненарушенном состоянии, погрузив бур в почву перпендикулярно стенке разреза.

 Образцы взять по генетическим горизонтам из средней части каждого горизонта, а в пахотном слое – с поверхности и через каждые 10 см. Повторность пятикратная;

    3) почвенные образцы поместить во взвешенные алюминиевые стаканчики и отнести в лабораторию, где высушить при температуре 105⁰С до постоянной массы;

    4) определить массу сухой почвы в образцах (от массы стаканчика с высушенной почвой вычесть массу пустого стаканчика);

5) вычислить объемную массу по формуле

ОМ =

m v

,                                                 (9)

где m – масса абсолютно сухой почвы, г;

     v– объем, занимаемой почвой, см куб.

    Например, объем цилиндра-бура – 50 см куб, масса сухой почвы – 80,55 г. Объемная масса почвы равна 80,55: 50 = 1,61 г/см куб.

    6) вычислить запасы воды, гумуса и основных элементов питания в изучаемой почве (по формуле 7).

 

Задание 3 Определение порозности, или скважности, почвы

    Суммарный объем всех пор и промежутков между твердыми частичками и комочками почвы в единице ее объема в ненарушенном состоянии называют общей порозностью или скважностью. Та часть скважности почвы, которая заполнена воздухом, называется скважностью аэрации (поры аэрации).

    Если плотность почвы характеризует ее твердую фазу, а объемная масса почву в ненарушенном сложении со всеми порами, то, чтобы узнать, какую часть объема в 1 см куб занимают твердые частицы почвы, а какую поры, необходимо объемную массу почвы (например, 1,41 г/см куб) разделить на ее плотность (например, 2,65).

    В нашем примере это составит 1,41: 2,65 = 0,53. Значит, в 1 см куб почвы твердые частицы занимают 0,53 см куб (53%), а почвенные поры 0,47 см куб (47%).

    Для определения общей порозности используют формулу

 

ОП =

(1 -

ОМ Р

) ∙ 100,

или

ОП =

Р-ОМ Р

∙ 100,

(10)

 

где ОП – общая порозность, % от объема почвы;

     ОМ – объемнач масса, г/см куб;

     P – плотность твердой фазы почвы.

    Подставив в формулу величины ОМ и P из нашего примера, вычислим общую порозность

ОП =

1 –

1,41 2,65

∙ 100 = 47%,

или

ОП =

1 –

2,65-1,41 2,65

∙ 100 = 47%

 

    При объемной массе 2г/см куб и плотности 2,7 получаем минимальную порозность

ОП =

(1 -

2,0 2,7

) ∙ 100 = 26%,

 

Оптимальная порозность для большинства сельскохозяйственных растений 50%. При порозности менее 40% почва становится труднопроницаемой для корней растений. Зная общую порозность, влажность почвы и объемную массу, можно вычислить содержание в почве воздуха (порозность и аэрации) по формуле

 

П_аэр = ОП – (х · ОМ), или П_аэр = ОП – W,                 (11)

 

где П_аэр – порозность аэрации, % от объема почвы;

     ОП – общая порозность, % от объема почвы;

     W – влажность почвы, % от объема почвы;

     х – влажность почвы, % от массы почвы;

     ОМ – объемная масса почвы, г/см³.

    Поскольку воздух в почве находится в той части пор, которая не занята водой, то становится очевидным, что, чем выше влажность почвы, тем меньше в ней воздуха, необходимо для дыхания корней и жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Принято считать, что при 15% содержания воздуха в почве снабжение корней растений и микроорганизмов кислородом воздуха затруднено, а при содержании 8% и ниже снабжение кислородом прекращается, корни у мезофитов начинают отмирать, развиваются процессы оглеения грунта (Блинцов, Забелло).

    Ход работы:

1) пользуясь результатами заданий 1,2, вычислить общую порозность и порозность аэрации;

    2) сделать заключение об аэрации почвы;

    3) данные по общим физическим свойствам почвы записать в рабочую тетрадь по следующей форме

 

Почва, угодье	Горизонт, глубина, см	Плотность	Объемная масса, г/см^3	Порозность. %
				общая	аэрации

 

1.5 Расчет запасов влаги в почве, суммарного водопотребления и коэффициента водопотребления

        

Суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления для сельскохозяйственных культур можно рассчитать по результатам динамических определений влажности и объемной массы почвы. Для этого на изучаемых вариантах выделяют не менее двух площадок размером 2х2 м, на одной из которых возделывают изучаемые в опыте растения, на другой – растения отсутствуют. Чистые площадки необходимы для расчленения суммарного водопотребления на испарение физическое (с поверхности почвы – непродуктивный расход воды) и транспирацию (испарение воды растениями – продуктивный расход). В полевых опытах в условиях производства для характеристики водообеспечености растений можно отказаться от чистых площадок. На выделенных площадках через определенный промежуток времени определяют влажность и объемную массу почвы до глубины 100 см в каждом 10-сантиметровом слое, причем наблюдения эти сопровождаются учетом количества выпавших осадков. Для сокращения расчетов в дальнейшем определяют средние значения влажности и объемной массы почвы в слоях 0-30; 30-50 и 50-100 см. Кроме того, для расчета запасов продуктивной (доступной растениям) влаги необходимо установить максимальную гигроскопичность почвы.

    Ход работы: в опыте с ячменем за вегетационный период с 1 мая по 15 августа были проведены необходимые наблюдения и получены следующие результаты (таблица 1.5.1).

За вегетационный период выпало 160 мм осадков. Максимальная гигроскопичность почвы (W_мг) равна 3%. Урожайность зерна ячменя (У) в среднем составила 30 ц с 1 га.

 

Таблица 1.5.1 – Результаты наблюдения за влажностью и объемной массой почвы

 

Показатели	Символ	Единица измерения	Слой почвы, см
			0-30	30-50	50-100
Влажность почвы в начале вегетации	В0	%	26	30	27
То же, в конце вегетации	Вк	%	12	13	20
Объемная масса почвы (в среднем за вегетацию)	d0	г/см^3	1,3	1,5	1,5

 

    Исходя из имеющихся данных, вычисляем следующие показатели.

1) запас воды в метровом слое почвы в начале вегетации как суммарную величину запаса в каждом изучаемом слое (в нашем примере 0-30; 30-50 и 50-100 см) по формуле

В₀d₀h  26 ∙ 1.3 ∙ 30 30 ∙ 1.5 ∙ 20 27 ∙ 1.5 ∙ 50