Определение строения пахотного слоя почвы методом насыщения в цилиндрах

Принцип метода определения строения пахотного слоя состоит в капиллярном насыщении водой образца почвы с ненарушенным строением. Для отбора проб почвы используют металлические цилиндры («патроны») различных размеров (табл. 16). Чтобы при отборе проб почва оставалась в ненарушенном состоянии, диаметр режущей части цилиндра должен быть несколько меньше диаметра самого цилиндра.

Цилиндры нумеруют и устанавливают массу каждого с крышкой, измеряется диаметр режущей части и высота. Объём образца почвы в цилиндре рассчитывают по формуле (4).

Таблица 16. – Размеры цилиндров

Высота цилиндра, мм	Диаметр, см	Объём цилиндра, см^3
режущей части	цилиндра
	5,05	6,25
	3,57	4,77
	7,18	8,23
	5,05	6,25
	11,29	12,49
	7,98	9,18
	15,96	17,16
	11,29	12,49

 

1. Порядок расчёта строения пахотного слоя почвы можно представить следующим образом (табл. 17). Объём образца почвы в цилиндре (V):

 

(4)

2. Капиллярная влагоёмкость почвы (влажность почвы после капиллярного насыщения) ():

 

(5)

 

3. Масса абсолютно сухой почвы в цилиндре ():

 

(6)

4. Объём капиллярных пор (V₃) равен массе воды в почве после её капиллярного насыщения (V₃ = В₄), так как масса 1 см³ воды при 4⁰С равна 1 г:

V₃ = В₄ = В₂ – В₃ – В = 1495 – 654,5 – 595 = 245,5 см³ (7)

или в процентах к объёму почвы:

(8)

Таблица 17. – Результаты определения строения пахотного слоя почвы

№ п/п	Показатель	Слой почвы, см
0 – 10	10 – 20	20 – 30
	Номер цилиндра
	Масса пустого цилиндра (В), г
	Глубина взятия образца (Н), см
	Диаметр цилиндра (D), см	8,4	8,4	8,4
	Объем образца почвы в цилиндре (V), см^3
	Масса цилиндра с почвой до насыщения (В1), г
	То же после насыщения (В2), г
	Номер бюкса
	Масса бюкса (b1), г	24,1	32,4	26,0
	Масса бюкса с почвой до сушки (b2), г	42,8	64,8	49,3
	Масса бюкса с почвой после сушки (b3), г	37,7	57,4	44,1
	Капиллярная влагоёмкость (Wk), %	37,5
	Масса абсолютно сухой почвы в цилиндре (В3), г	654,5
	Масса воды в образце после насыщения (В4), г	245,5	291,4	302,7
	Плотность твёрдой фазы почвы (d), г/см^3	2,65	2,65	2,65
	Объём твёрдой фазы почвы (V1), %	44,6
	Пористость общая (V2), %	55,4
	Пористость капиллярная (V3), %	44,3
	Пористость некапиллярная (V4), %	11,1
	Плотность сложения почвы (d0), г/см^3	1,18
	Влажность почвы (W), %	4,4
	Степень аэрации почвы (Vа), %	90,7
	Степень насыщения почвы водой (Vв), %	9,3
	Общий запас воды в изучаемом слое почвы (Wо), м^3/га

5. Объём твёрдой фазы V₁:

(9)

 

или в процентах к объёму почвы:

(10)

6. Пористость общая V₂:

(11)

 

или в процентах к объёму почвы:

(12)

или

(13)

 

7. Пористость некапиллярная V₄:

(14)

или

(15)

8. Плотность почвы d₀:

(16)

9. Влажность почвы W:

(17)

10. Степень аэрации почвы V_а:

(18)

11. Степень насыщения почвы водой V_в:

(19)

или

(20)

12. Общий запас воды в изучаемом слое почвы W_о:

 

или 52 м³/га (21)

 

Определение влажности почвы

 

Пробы почвы для определения влажности берут в полевых условиях, для этого чаще всего используют игольчатый бур, погружая его в почву на заданную глубину. Глубину погружения бура в почву определяют по рискам, нанесенным на внешнюю часть бура. Повернув 1 – 2 раза по часовой стрелке, бур извлекают и почву, находящуюся в его полости, помещают в предварительно взвешенный стаканчик, который быстро закрывают крышкой и взвешивают. Если нет возможности взвесить стаканчики с почвой в поле, то их в закрытом состоянии быстро доставляют в лабораторию, взвешивают на весах с точностью до 0,01 г, затем крышки открывают, стаканчики с почвой помещают в сушильный шкаф и высушивают до постоянной массы при температуре 105°С. Песчаную и супесчаную почвы можно сушить при температуре 150 – 160°С.

Продолжительность сушки зависит от влажности почвы и температуры в сушильном шкафу. Первый раз почву взвешивают после 6-часовой сушки, для чего стаканчики с почвой щипцами извлекают из сушильного шкафа, закрывают крышками и помещают в эксикатор с СаС1₂ для охлаждения. Когда стаканчики охладятся до комнатной температуры, их взвешивают, затем открывают крышки и помещают в сушильный шкаф для контрольной сушки. Через 1 – 2 ч их вновь извлекают из шкафа, охлаждают и взвешивают. Расхождения в массе после повторной сушки не должны превышать 0,05 г.

После установления постоянной массы взвешивания прекращают, стаканчики освобождают от почвы; при необходимости их моют и сушат.

 

Влажность почвы определяют по формуле:

*100 (22)

где В₀ – искомая величина, %;

В – масса алюминиевого стаканчика, г;

В₁ – масса стаканчика с почвой до сушки, г;

В₂ – масса стаканчика с сухой почвой, г.

 

Таблица 18. – Результаты расчётов влажности почвы

Название почвы или изучаемый вариант	Слой почвы, см	Номер стаканчика	Масса стаканчика (В), г	Масса стаканчика с почвой до сушки (В1), г	Масса стаканчика с почвой после высушивания (В2)	Влажность почвы, %

 

Если при отборе почвы вместо почвенного игольчатого бура использовать цилиндры определенного объема, то можно наряду с влажностью почвы определить и плотность сложения. Для этого необходимо массу почвы в бюксе после сушки разделить на объем образца почвы.

 

Задание № 11

1. Ознакомьтесь с методикой определения строения пахотного слоя методом насыщения в цилиндрах.

2. Ознакомьтесь с методикой определения влажности почвы.

3. Получите инвентарь для отбора почвенных образцов: лопата, почвенный бур, цилиндры, предметные стекла, бюксы.

4. Начертите таблицу 17 в тетради. Заполните известные вам строки в таблице: объем цилиндра, вес цилиндра, глубина взятия образца, номер и вес бюкса.

5. Сделайте отборы почвенных проб в цилиндрах и отберите почву в бюксы с соответствующей глубины. Запишите все данные в таблицу. Взвесьте цилиндр, стекло и бюкс. Данные запишите в таблицу.

6. В лаборатории поставьте цилиндры на насыщение водой по указанию преподавателя. Бюксы откройте и на крышки поставьте в термостат для сушки.

7. После насыщения почвы водой и сушки почвы в термостате, снова взвесьте цилиндры с почвой и бюксы с сухой почвой. Результаты запишите в таблицу 17 и таблицу 18.

8. Сделайте рассчеты по предложенной методике. В процессе расчетов заполнить таблицы 17 и 18.