Влажность земли является важнейшим агротехническим параметром в почвоведении, геологии, экологии, садоводстве, который оказывает серьезное воздействие на качественное функционирование экологической системы – биогеоценоза. На сегодняшний день существует множество способов его измерения. В статье расскажем про определение влажности почвы, сравним эффективность различных приборов для ее измерения.

В период вегетации уровень воды в тканях и клетках растительных организмов составляет 70-90 %.

Причины необходимости увлажненности земли

Влажность – это один из главных факторов, влияющих на плодородность грунта. Она реализует такие задачи:

• обогащение овощных и плодовых культур водой;
• увлажненность грунта влияет на количество воздуха, уровень соли, а также наличие вредных компонентов;
• обеспечивает пластичную и плотную структуру земли;
• влияет на температуру, а также теплоемкость;
• не допускает выветривания грунтов;
• показывает способность почвы к агротехническим и сельскохозяйственным процессам.

Для полноценной жизнедеятельности растительного организма его клеткам, а также тканям следует в достаточном объеме получать воду, в частности во время активации жизненные процессов.

Оптимальные уровни увлажненности грунта

Оптимальная влажность грунта – это такая влажность, когда корни культуры не имеют нехватки жидкости, нужной для развития, а также роста. Уровень увлажненности не должен быть выше 60-70 % полной влагоемкости в процессе культивации овощных культур, 70-80 % – зерновых культур и 80-85 % – трав. ».

Совет #1. Следует учесть, что уровень оптимальной влажности во время всходов должен быть выше, нежели в процессе дозревания сельскохозяйственных культур.

На данный момент в экспериментальной разработке находятся два вида полива – струйный и импульсный.

Как определить увлажненность земли

На сегодняшний день существуют такие методы исчисления влажности грунта:

• термостатно-весовой;
• радиоактивный – представляет собой измерение излучения радиоактивных веществ, находящихся в земле;
• электрический – в данном случае производится определение почвенного сопротивления, проводимости, индуктивности, а также емкости;
• тензометрический – метод основывается на разнице напряжения воды между границами фаз;
• оптический – этот способ характеризуется отражаемостью световых потоков;
• экспресс-методы, в частности органолептический.

Самыми легкими и распространенными считаются термостатно-весовой, а также органолептический методы. Первый является наиболее точным, а второй, в свою очередь, требует мало времени и не нуждается в специальном оборудовании. Приспособления для определения электрического сопротивления указаны в таблице.

Определение электрического сопротивления

В данном случае применяются датчики, которые изготовлены из гипса. В этих датчиках размещено 2 электрода, подключенных непосредственно к счетчику. Электрическое сопротивление материала находится в зависимости от наличия в нем жидкости, что, соответственно, измеряет уровень увлажнения земли. В грунте проделывают отверстия до нужной глубины с последующим размещением в них датчиков. Важным является близкий контакт между чувствительным элементом, а также землей (это необходимый фактор для всех влагомеров).

Современные виды датчиков применяют грануловидный материал, окружающий специальную мембрану и перфорированные крышки, которые произведены из стали либо ПВХ. Таким образом достигается более долгий период эксплуатации датчиков, быстрейший отклик, а также точнейшие измерения. Эти датчики допустимо применять в системах полива, которые контролируются автоматически. Приборы для определения влаги, оборудованные диэлектрическими зондами, указаны в таблице.

Измерения с применением диэлектрических зондов TDR и EDR

Определение показателей увлажненности земли при помощи этого способа осуществляется посредством исчисления диэлектрической среды, зависящей от увлажненности грунта. Проверка наличия влаги в земле провоцирует смену ее диэлектрической постоянной, а это дает возможность вымерять соотношение между данными параметрами. Достоинством этого вида датчика является способность передавать измерения без участия проводов.

На сегодняшний день представлены также приспособления, зонды которых постоянно находятся в трубе на необходимой глубине. Показания в этом случае снимаются автоматически, а потом передаются наблюдателю. Соответственно, и цена данных приборов на порядок выше. Приборы для измерения при помощи почвенных тензиометров указаны в таблице.

Название	Описание
Комплект тензиометров Thetaprobe	Многофункциональное приспособление, применяемое для разнообразных исследований с тензиометрами разных видов на глубине до 90 сантиметров
Тензиометр DCAT 11 компании DataPhysics Instruments GmbH	Измеряет поверхностное, а также межфазное натяжение жидкостей
Тензиометры BPA – 2S	Дает возможность определять динамическое поверхностное натяжение

Метод тензиометра для измерения влажности

Тензиометр состоит из керамического фильтра, пластиковой трубы и вакуумного манометра, непосредственно после заполнения водой который опускают в землю для исчисления давления. Жидкость передвигается по керамическому элементу, что вызывает смену давления в трубе, а также изменения показаний счетчика. После процедуры гидратации либо осадков в земле вода не попадает в трубку, до момента смещения потенциалов между грунтом и тензиометром. Приспособления представляют собой трубки, доступные для приобретения, разной длины для исчисления показателей влаги в земле на разнообразных глубинах.

Приборы применяются, как правило, для определения начала, а также конца полива. Их предпочтительнее размещать на разные глубины, к примеру 20 или 40 сантиметров. Исходя из результатов исследования прибора, возможно измерить период начала полива (основываясь на данных устройства, размещенного близко к поверхности), а также время конца орошения (согласно показаниям приспособления, находящегося глубже).

Как повысить увлажненность грунта

Для увеличения влажности, например в теплице, следует производить опрыскивание культур, дорожек, тепловых приборов, а также стеклянного потолка и увеличить количество орошений. Помимо шлангового полива, на сегодняшний день в хозяйствах используется: дождевание, подпочвенное орошение и капельный полив. Наиболее популярный вид – это дождевание, в данном случае одновременно поливаются растения, понижается температура листвы, а также испарения, ликвидируется перегрев культур.

Совет #2. Для уменьшения уровня увлажненности земли в тепличной конструкции следует осуществить вентиляцию, поднять температурные показатели воздуха, урезать количество и объем поливов .

Нормы орошений исчисляются в литрах на метр квадратный либо в кубометрах на один га.

Влияет ли регион на увлажненность грунта

Для Подмосковья характерны подзолистые, дерново-подзолистые почвы, серые лесные, черноземы. Для территории Урала – глинистые, песчаные и подзолистые. В Сибири распространены подзолистые почвы. В Поволжье – черноземы и подзолистые, а в Ленинградской области зачастую встречаются подзолистые грунты.

У черноземов диапазон активной влаги составляет 46,7 % веса сухой почвы, у серой лесной почвы – 27,2, у дерново-подзолистой – 26,0. Приведены максимальные показатели. Как видим, регион влияет на влажность почвы посредством типа грунта, а также климатическими особенностями местности, в частности количеством осадков. ».

Как рассчитать оптимальный период и размер полива

Множество проведенных исследований указывают на то, что самыми оптимальными показателями потребности растительного организма в воде можно назвать физиологическое состояние данного растения, сосущая сила листвы, концентрация и осмотическое давление клеточного сока и пр.:

• зачастую практикуется для определения поливных сроков визуальный способ, то есть по внешним признакам;
• следующий ориентировочный метод – это измерение увлажненности грунта на ощупь;
• примерные нормы орошения возможно определить при помощи суммарной радиации. Последняя в данном случае измеряется в периодах между процедурами полива.

Схема полива для разной влажности грунта

Влажность земли относится к главным факторам плодородия. Рассмотрим главные требования к орошению грунта на различных этапах культивации овощных, а также плодовых культур:

• умеренный полив – нельзя допускать переувлажнения, а также полного высыхания грунта;
• опрыскивание листы во время цветения – обильный полив осуществляется в летнее время, после окончания цветения в период покоя растения проводится редко;
• опрыскивание в теплые сезоны – земле летом требуется обильный полив, уменьшаемый в холодное время.

Регулирование увлажненности используется к разным типам земли для сбора самых высоких урожаев. В свою очередь, оно является базой разработки рациональной агротехники, вот почему измерение увлажненности грунта – это самый популярный почвенный анализ. Следует не забывать, что от грамотного полива зависит размер будущего урожая. Поэтому необходимо с полной ответственностью подойти к разработке режима орошения почвы. ».

Ответы на распространенные вопросы

Вопрос №1. Как определить, достаточно ли в земле влаги?

Нужно взять в руку немного земли и сжать ее, если влага между пальцев не проступила, раскройте ладонь. Комок почвы не распался – это означает, что уровень влажности удовлетворительный.

Норма применяемого полива находится в зависимости от сезона, растения, возраста культуры, степени освещения, а также водно-физических особенностей грунта.

Вопрос №2. Как можно повысить влажность почвы в тепличной конструкции?

В данном случае необходимо увеличить полив, немного понизить температуру, а также осуществлять опрыскивание растений, почвы и дорожек водой.

Вопрос №3. В какой период роста растений им необходимо наибольшее количество влаги?

Во время вегетации растительные организмы больше всего нуждаются в интенсивном поливе.

Вопрос №4. Какой метод измерения влажности грунта является оптимальным?

Наиболее простыми и популярными являются термостатно-весовой, а также органолептический методы.

Ошибки садоводов, приводящие к заболачиванию почвы

• Основная оплошность заключается в неотрегулированном орошении земель.
• Еще следует отметить отсутствие известкования и корректной подкормки почв, подверженных заболачиванию.
• Также садоводы зачастую забывают об организации дренажной системы. Все это в целом негативно сказывается на качестве грунта.

Как таковые понятия нехватки влаги либо переувлажнения довольно относительны. Повышенная влажность грунта в сочетании с масштабными минеральными подкормками, а также благоприятными показателями температуры активирует интенсивный фотосинтез, стремительный рост культур и увеличение общей биомассы. Соответственно, при уменьшении температуры аналогичное увеличенное увлажнение влияет уже негативно. Как видим, такой параметр, как влажность почвы очень важен в процессе выращивания любой культуры на различных типах грунтов и в различных климатических широтах.

Изобретение относится к почвоведению, мелиорации и земледелию. На поле, где запланированы наблюдения за влажностью почвы, предварительно, однократно, в начале вегетации растений определяют плотность почвы с ненарушенным сложением общеизвестным методом с помощью режущего кольца или цилиндра, после чего в течение всего вегетационного периода, по мере необходимости, буром, позволяющим отбирать почву с ненарушенным сложением, по горизонтам берут образцы определенного объема и взвешивают их на технических весах, прямо в поле и без сушки образца в термостате (сушильном шкафу) определяют влажность почвы как разность плотностей почв с ненарушенным сложением во влажном и сухом состоянии, отнесенную к плотности почвы с ненарушенным сложением и выраженную в процентах от массы сухой почвы. Достигается упрощение, ускорение и повышение оперативности определения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к почвоведению, мелиорации и земледелию и может быть использовано для оперативного определения влажности почвы, назначения сроков проведения очередных вегетационных поливов всех сельскохозяйственных культур, как в открытом грунте, так и в теплицах.

Известно несколько способов (методов) определения влажности почвы и назначения сроков проведения очередных вегетационных поливов сельскохозяйственных культур, которые можно объединить в следующие группы:

Весовой (термостатно-весовой), основанный на высушивании и взвешивании образцов почвы;

Тензометрический, основанный на измерении напряжения почвенной влаги поверхностными силами, возникающими на границе фаз;

Радиоактивный, в основу которого положено изменение интенсивности радиоактивного излучения помещенных в почву источников радиации при взаимодействии с молекулами воды или атомами водорода;

Электрический, при котором измеряются электрическое сопротивление, проводимость, емкость и индуктивность почвы, зависящие от ее влажности;

Оптический, при котором измеряется степень поглощения или отражения лучевой энергии, зависящие от влажности объекта;

Экспресс-методы: по состоянию растений, морфологическим признакам, физиологическим показателям, органолептическим признакам почвы, по которым определяют обеспеченность растений почвенной влагой и степень ее влажности (Плюснин И.И., Голованов А.И. Мелиоративное почвоведение/ Под ред. А.И.Голованова. - М.: Колос, 1983. - С.61-62; Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M. Практикум по земледелию/ Учебник для вузов// 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропроиздат, 1987. - С.58-60; Практикум по почвоведению/ Под ред. И.С.Кауричева. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986. - С.97-98; Пиуновский Б.А. Практикум по мелиоративному земледелию. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1986. - С.46-54; Долгов С.И. Агрофизические методы исследования почв. - М.: Наука, 1966. - С.9-227; Вериго С.А., Разумова. Л.А. Почвенная влага. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 328 с.; Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. - T.1. Водные свойства почв и передвижение почвенной влаги. Т.2. Методы определения водного режима почв. - Л.: Гидрометеоиздат, 1965, 1969. - 663 с. и 287 с.; Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки. G01N 5/02 а.с. №1196737, G01N 75/56 а.с. №898308, G01N 5/00 а.с. №1101718, G01N 22/04 а.с. №1101722, G01N 25/56 а.с. №1173283, G01N 23/24 а.с №693184, G01N 23/00 а.с №53/466, G01N 21/80 а.с. 1109610, G01J 1/04 а.с 811084, G01N 21/86 а.с №813209.

Недостатками известных способов определения влажности почвы и сроков проведения вегетационных поливов является значительная трудоемкость, энергоемкость и продолжительность процесса во времени, необходимость применения большого количества лабораторного оборудования, электрических и радиационных и других приборов, достаточно опасных для здоровья обслуживающего персонала и окружающих людей. Ряд способов определения влажности почвы характеризуется низкой точностью, недостаточной для их практического применения.

Наиболее близким техническим решением определения влажности почвы и сроков проведения вегетационных поливов являются весовой способ (термостатно-весовой), при котором пробы почвы для определения влажности почвы в поле берут специальным игольчатым буром, из которого почву перекладывают в предварительно взвешенный стаканчик и закрывают крышкой. В лаборатории влажную почву в стаканчиках взвешивают на технических весах и сушат в сушильном шкафу при температуре 105°С, в течение 12-14 часов до постоянного веса, контролируя его на весах с точностью до 0,01 г. Взвешивание стаканчиков с сухой почвой осуществляют через 6 часов и далее через 8, 10, 12, 14 часов после начала сушки, до постоянного веса. Время сушки зависит от влажности почвы и температурного режима в сушильном шкафу. Расхождения в массе стаканчика с сухой почвой при очередном взвешивании не должны превышать 0.05 г.

Влажность почвы определяют по формуле:

где β в - искомая влажность, % от массы сухой почвы;

В - масса пустого алюминиевого стаканчика, г;

В1 - масса стаканчика с влажной почвой до сушки, г;

В2 - масса стаканчика с сухой почвой после сушки, г.

(Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов A.M. Практикум по земледелию/Учебник для вузов//2-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1987. - С.57-58).

Недостатком данного способа определения влажности почвы являются значительные затраты труда, времени и электроэнергии, что связано с многократным взвешиванием образца почвы и ее продолжительной сушкой в сушильном шкафу в течение 12-14 часов до постоянного веса.

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является упрощение способа определения влажности почвы, снижение затрат труда, времени и электроэнергии и возможность его оперативного применения в полевых условиях.

Результат достигается тем, что на поле, где запланированы наблюдения за влажностью почвы, предварительно в начале вегетации растений определяют плотность сухой почвы с ненарушенным сложением общеизвестным методом, отбором влажных образцов с помощью режущего кольца или цилиндра, их взвешиванием и сушкой в термостате, после чего в течение всего вегетационного периода, по мере необходимости, буром, позволяющим отбирать почву с ненарушенным сложением по горизонтам, берут образцы влажной почвы определенного объема и взвешивают их на технических весах, прямо в поле и без сушки образца в термостате (сушильном шкафу) определяют влажность почвы, как разность плотностей почвы с ненарушенным сложением во влажном и сухом состоянии, отнесенную к плотности сухой почвы с ненарушенным сложением и выраженную в процентах от массы сухой почвы.

Способ определения влажности почвы заключается в том, что на поле, где запланированы наблюдения за влажностью почвы предварительно в начале вегетационного периода, определяют плотность сухой почвы с ненарушенным сложением общеизвестным методом, отбором влажных образцов с помощью режущего кольца или цилиндра с последующим взвешиванием и сушкой в термостате. После этого в течение всего вегетационного периода по мере необходимости ежедневно, подекадно, до и после выпадения осадков и проведения поливов по горизонтам отбирают образцы влажной почвы определенного объема. Отбор проб на влажность производят буром Неговелова, буром-цилиндром ТСХА или любым другим буром, позволяющим отбирать образцы почвы с ненарушенным сложением. Эти устройства позволяют отбирать пробы влажной почвы с ненарушенным сложением определенного объема. Отобранные образцы влажной почвы прямо в поле взвешивают на технических весах с точностью до 10 мг и без сушки в термостате (сушильном шкафу) определяют влажность почвы. Она находится как разность плотностей почвы с ненарушенным сложением во влажном и сухом состояниях отнесенная к плотности сухой почвы с ненарушенным сложением, выраженная в процентах к массе сухой почвы по формуле:

где βв - влажность почвы, % массы сухой почвы

p - масса образца влажной почвы, г;

v - объем образца влажной почвы, соответствующий объему бура, см 3 ;

dv - плотность сухой почвы с ненарушенным сложением, г/см 3 .

Исследования, проведенные в лаборатории кафедры «Мелиорация почв» «НГМА», показали достаточную степень сходимости результатов определения влажности почвы, эталонным термостатно-весовым и новым способами (таблица 1). Исследования проводились в четырехкратной повторности с двумя горизонтами 0-20 и 20-40 см, которые имели плотность сухой почвы с ненарушенным сложением соответственно 1.15 и 1.30 г/см 3 . При доверительной вероятности 95% точность опыта оказалась достаточно высокой и составила 0.69%, а наименьшая существенная разность между вариантами оказалась равной 0.58% м.с.п. В соответствии с этим погрешность опыта оказалась несущественной и между вариантами составила 0.26-0.27% м.с.п. Следовательно, точность определения влажности почвы новым способом достигает 99%, относительная ошибка составляет не более 1%. Это позволяет использовать новый способ определения влажности почвы для практических целей в области мелиорации, орошаемого земледелия и растениеводства для наблюдения за динамикой влажности почвы, в водобалансовых исследованиях и при назначении сроков проведения вегетационных поливов.

Таблица 1
Влияние различных способов на точность определения влажности почвы
Варианты опыта	Влажность, βв % м.с.п.	Погрешность, % м.с.п.	Относительная ошибка, %
Плотность почвы с ненарушенным сложением 1.15 г/см 3 . Термостатно-весовой способ	27.50	-	-
Плотность почвы с ненарушенным сложением 1.15 г/см 3 . Новый способ	27.23	0.27	1.00
Плотность почвы с ненарушенным сложением 1.30 г/см 3 . Термостатно-весовой способ	27.81	-	-
Плотность почвы с ненарушенным сложением 1.30 г/см 3 . Новый способ	27.55	0.26	0.99
Точность опыта, m %	0.69	-	-
Наименьшая существенная разность, НСР 095, % м.с.п.	-	0.58	-

Новый ускоренный способ определения влажности почвы значительно уменьшает затраты времени, труда и электроэнергии при его применении в сравнении с эталоном. При определении влажности этим способом отсутствует сушка влажного образца в термостате, на что уходит не менее 12-14 часов и расходуется значительное количество электроэнергии, примерно 15-20 кв.час. Отсутствует необходимость многократного взвешивания образца высушенной почвы. Главным достоинством нового способа определения влажности почвы является возможность оперативного определения влажности почвы непосредственно на поле, без использования громоздкого лабораторного оборудования.

1. Способ определения влажности почвы, включающий отбор проб для анализа, их взвешивание, отличающийся тем, что на поле, где запланированы наблюдения за влажностью почвы, предварительно однократно в начале вегетации растений определяют плотность сухой почвы с ненарушенным сложением общеизвестным методом, отбором влажных образцов с помощью режущего кольца или цилиндра с последующим взвешиванием и сушкой в термостате, после чего в течение всего вегетационного периода, по мере необходимости, буром, позволяющим отбирать почву с ненарушенным сложением, по горизонтам отбирают образцы влажной почвы определенного объема и взвешивают на технических весах, прямо в поле и без сушки образца в термостате (сушильном шкафу) определяют влажность почвы как разность плотностей почвы с ненарушенным сложением во влажном и сухом состоянии, отнесенную к плотности сухой почвы с ненарушенным сложением и выраженную в процентах от массы сухой почвы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образцы влажной почвы с ненарушенным сложением для определения влажности почвы можно отбирать буром Неговелова или буром-цилиндром ТСХА.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПОЧВЫ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ , МАКСИМАЛЬНОЙ
ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВЛАЖНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ
УСТОЙЧИВОГО ЗАВЯДАНИЯ РАСТЕНИЙ

ГОСТ 28268 - 89

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ
КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Дата введения с 01.06.9 0

до 01.06.95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на некаменистые почвы, т. е. почвы, в которых массовая доля частиц крупнее 3 мм не превышает 0,5 %, и устанавливает методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений.

1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ

Сущность метода заключается в определении потери влаги при высушивании почвы.

7 - при влажности почвы до 10 %;

5»» »св. 10 %.

1.1. Метод отбора проб

1.3.2. Чистые пронумерованные стаканчики ВС-1 сушат в шкафу при температуре (105±2) ° С в течение 1 ч, вынимают из шкафа, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г.

1.4 . Проведение анализа

1.4.1. Аналитические почвенные пробы помешают в пронумерованные, высушенные и взвешенные стаканчики и закрывают их крышками.

1.4.2. Стаканчики и почву в стаканчиках взвешивают с погрешностью не более 0,1 г.

1.4.3 . Стаканчики открывают и вместе с крышками помещают в нагретый сушильный шкаф.

Почву высушивают до постоянной массы при температуре:

(105±2) ° С - все почвы, за исключением загипсованных;

(80±2) ° С - загипсованные почвы.

Время высушивания до первого взвешивания:

незагипсованных почв: песчаных - 3ч, других - 5ч;

загипсованных почв - 8ч.

Время последующего высушивания:

песчаных почв - 1 ч;

других почв, в том числе загипсованных - 2ч.

1.4.4. После каждого высушивания стаканчики с почвой закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г. Если взвешивание производят не позднее 30 мин после высушивания, можно охлаждать закрытые стаканчики на открытом воздухе без эксикатора. Высушивания и взвешивания прекращают, если разность между повторными взвешиваниями не превышает 0,2 г. Почвы с высоким содержанием органического вещества могут при повторных взвешиваниях иметь большую массу, чем при предыдущих, из-за окисления органического вещества при высушивании. В таких случаях для расчетов следует брать наименьшую массу.

1.5. Обработка результатов

1.5.1 . Массовое отношение влаги в почве ( W ) в процентах вычисляют по формуле

где m 1 - масса влажной почвы со стаканчиком и крышкой, г;

- масса высушенной почвы со стаканчиком и крышкой, г;

m - масса пустого стаканчика с крышкой, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений. Вычисления проводят до второго десятичного знака с последующим округлением результата до первого десятичного знака.

1.5.2. Допускаемые относительные отклонения результатов параллельных определений от их среднего арифметического при доверительной вероятности Р=0,95 составляют, % от измеряемой величины:

5 - при влажности почвы до 10 %;

3»»» св. 10 %.

2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ

Сущность метода заключается в насыщении почвы парообразной влагой с последующим определением влажности почвы.

Предельное значение суммарной относительной погрешности метода при доверительной вероятности Р=0,95 составляет, % от измеряемой величины:

10 - при максимальной гигроскопической влажности до 5 %;

7»»»св. 5 %.

2.1. Метод отбора проб

2.1.1 . Отбор проб - по .

2.1.2. Из пробы, поступившей на анализ, пинцетом удаляют крупные растительные остатки (стебли, дернина, крупные корни и т. д.). Почву высушивают на открытом воздухе до воздушно-сухого состояния, измельчают вручную в ступке по пестиком с резиновым наконечником. Минеральную почву допускается измельчать на специальных мельницах.

2.1.3 . Измельченную почву просеивают через сито по ГОСТ 214: минеральную через сито с отверстиями диаметром 1 мм, торфяную - 2 мм.

2.1.4 . Из измельченной и просеянной почвы методом квартования отбирают две аналитические пробы массой 5 - 15 г каждая.

2.2 . Аппаратура, материалы и реактивы

Шкаф сушильный с регулятором температуры от 80 до 105 °С с погрешностью регулирования до 2 °С.

Стаканчики стеклянные для взвешивания с крышками типа СН по ГОСТ 25336.

Калька или пергаментная бумага, полиэтиленовая пленка.

Вазелин технический.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145, ч. д. а.

Вода дистиллированная по .

Кальций хлористый технический.

2.3. Подготовка к анализу

2.3.1. Подготовка эксикатора с насыщенным раствором сернокислого калия

В эксикатор заливают дистиллированную воду, подогретую до (40±5) °С, слоем, равным 1/2 высоты от дна эксикатора до фарфоровой вставки. Насыпают и растворяют при перемешивании сернокислый калий, пока на дне эксикатора не появятся нерастворяющиеся кристаллы сернокислого калия.

2.3.2. Подготовка стеклянных стаканчиков с крышками

Чистые пронумерованные стаканчики сушат в шкафу, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием и взвешивают с погрешностью до 0,001 г.

2.4. Проведение анализа

2.4.1. Аналитические пробы, отобранные по пп. - , помещают в предварительно пронумерованные, высушенные и взвешенные стаканчики, подбирая диаметр стаканчиков таким образом, чтобы слой почвы в них не превышал 4 мм.

2.4.2 . Стаканчики с почвой без крышек помещают в эксикатор с насыщенным раствором сернокислого калия для насыщения почвы парами воды. Крышку эксикатора закрывают герметично, добиваясь зеркального блеска поверхности шлифов, как указано в . Для предотвращения конденсации паров воды при резких колебаниях температуры в помещении эксикатор помещают в теплоинерционную защиту (одеяло, пенопластовая оболочка и др.). Допускается насыщение почвы в вакуумных эксикаторах или в вакуумных шкафах.

2.4.3. Первое взвешивание стаканчиков с почвой производят через 15 суток после начала насыщения. Для этого открывают эксикатор, закрывают стаканчики с почвой крышками и взвешивают их с погрешностью не более 0,001 г. Затем крышки снимают и стаканчики с почвой снова помещают в эксикатор с раствором сернокислого калия для дополнительного Насыщения, выполняя требования

2.4.4. Повторные взвешивания производят через каждые 5 дней. Насыщение почвы влагой считают законченным, если разность масс при повторных взвешиваниях составляет не более 0,005 г.

2.4.5. После окончания насыщения определяют влажность почвы по , но при этом взвешивание производят с погрешностью не более 0,001 г.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Максимальную гигроскопическую влажность в процентах вычисляют по

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений. Вычисление проводят до третьего десятичного знака с последующим округление до результата до второго десятичного знака,

2.5.2. Допускаемые относительные отклонения результатов параллельных определений от их среднего арифметического при доверительной вероятности Р=0,95 составляют, % от измеряемой величины:

7 - при максимальной гигроскопической влажности почвы до 5 %

5»»»» св. 5 %.

3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ УСТОЙЧИВОГО ЗАВЯДАНИЯ РАСТЕНИЯ

Сущность метода заключается в выращивании растений методом вегетационных миниатюр, снижении запасов влаги в почве до устойчивой потери листьями растений тургора и определении влажности почвы.

Предельное значение суммарной относительной погрешности метода при доверительной вероятности Р=0,95 составляет, % от измеряемой величины:

10 - при влажности устойчивого завядания до 10 %;

7»»»св. 10 %.

3.1. Метод отбора проб

3.1.1. Отбор проб - по . Подготовка пробы - по

3.1.2 . Почву измельчают вручную в ступке по пестиком с резиновым наконечником и просеивают через сито по ГОСТ 214 с отверстиями диаметром 3 мм.

3.1.3 . В просеянной почве определяют влажность в процентах по пп. -

3.1.4 . Методом квартования отбирают две пробы почвы. Массу пробы влажной почвы (m вп ) в граммах вычисляют по формуле

m вп = 1,65 W - 165,

где W - влажность почвы, %.

3.2 . Аппаратура, материалы и реактивы

Стаканы стеклянные вместимостью 200 см 3 , типа В, исполнения 1 или 2 по ГОСТ 25336.

Установка дневного света, обеспечивающая освещенность площадки 5000 лк.

Психрометр аспирационный.

Кювета с крупнозернистым песком.

Цилиндры мерные вместимостью 100 и 250 см 3 но .

Эксикатор исполнения 2 по ГОСТ 25336 со вставкой исполнения 1 по .

Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по .

Калька или полиэтиленовая пленка.

Аммоний фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 3771, ч. д. а.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867, ч. д. а.

Калий азотнокислый по ГОСТ 4217, ч. д. а.

Вода дистиллированная по .

3.3. Подготовка к анализу

3.3.1. Готовят раствор питательной смеси из расчета 50 см 3 на один стакан. Приготовление питательной смеси осуществляется растворением в 5 дм 3 воды следующих солей:

аммония фосфорнокислого однозамещенного - 2,03 г;

аммония азотнокислого - 3,88 г;

калия азотнокислого - 2,68 г.

3.3.2. Из кальки вырезают кружки по размеру стакана для предохранения от испарения с поверхности почвы.

3.3.3 . Отбирают для посева семена ячменя, овса или хлопчатника с всхожестью не менее 95 % (семена 1-го класса по ГОСТ 10469, ГОСТ 10470, ГОСТ 5895). В районах хлопкосеяния для выращивания используют семена хлопчатника, во всех остальных - ячменя или овса.

3.3.4 . Для проращивания семян берут кювету, заполненную обильно увлажненным песком. Увлажнение песка производят до такой степени, чтобы при наклоне кюветы на поверхности выступала вода. Семена укладывают равномерно, накрывая листом бумаги, и ставят в помещение с температурой (20±2) ° С. Допускаются способы проращивания семян, установленные ГОСТ 12038. Ход прорастания семян контролируют ежедневно.

3.4. Проведение анализа

3.4.1. Почву, отобранную для анализа по , засыпают в стеклянные стаканы вместимостью 200 см 3 . Легким постукиванием дна стакана о поверхность стола или шпателя о стенки стакана добиваются уплотнения почвы до объема 150 см 3 . Если при засыпании ее в стакан ниже черты, анализ проводят без уплотнения.

3.4.2. Выращивание растений производят при увлажнении, близком к оптимальному, что соответствует следующим значениям влажности почв и:

песок, супесь - 10-15 %;

легкий, средний суглинок- 15-25 %;

тяжелый суглинок, глина - 25-35 %.

Механический состав почвы определяют по данным лабораторного анализа; допускается визуальное определение по методике, приведенной в .

Массу воды (m В ) в граммах, необходимую для достижения этого уровня увлажнения, вычисляют по формуле

где W опт - оптимальная влажность почвы, соответствующая указанным интервалам и механическому составу почвы, %;

W - влажность почвы, определенная по , %. Полив почвы до заданного уровня осуществляют сначала питательной смесью по 50 см 3 на стакан, а затем чистой водой и контролируют по массе стакана с почвой. Взвешивание производят с погрешностью до 0,1 г.

3.4.3. Наклюнувшиеся семена с проросшим корешком длиной не более половины зерна выбирают пинцетом и высаживают в увлажненную почву по 5 шт. на один стакан. Семена высаживают в предварительно сделанные пинцетом лунки на глубину около 0,5 см, закрывая почвой. После посадки семян стаканы закрывают листом плотной бумаги для предотвращения быстрого высыхания поверхности почвы.

3.4.4. При появлении всходов бумагу снимают и помещают растения в стаканах под установку искусственного освещения с интенсивностью освещения (5000±500) лк. В центре установки на уровне травостоя помещают аспирационный психрометр. Растения выращивают при комнатной температуре и продолжительности освещения 16 ч в сутки.

3.4.5. Ежедневно производят контрольные взвешивания стаканов с погрешностью до 0,1 г. Когда влагозапасы в почве снизятся до нижнего предела оптимального увлажнения, соответствующего (75±5) % от оптимальной влажности, производят полив водой до оптимальной влажности, контролируя его взвешиванием с погрешностью до 0,1 г.

3.4.6. После появления первого (у хлопчатника первого настоящего) листа два растения из пяти удаляют, оставляя три наиболее развитых.

3.4.7. Ежедневно утром и в полуденные часы производят наблюдения за состоянием растений. Когда третий лист ячменя или овса разовьется до уровня второго, а у хлопчатника наступит фаза развертывания третьего настоящего листа, в заготовленных по размеру стакана кружках из кальки прорезают отверстия, в которые вставляют растения, а кружки из кальки укладывают на поверхность почвы так, чтобы края кальки не касались ростков. После этого на кружки насыпают песок ровным слоем толщиной не менее 2 см.

3.4.8. После засыпания кружков песком прекращают контрольные взвешивания и полив. Как только во время наблюдения будут замечены растения, у которых на всех листьях снижен тургор, их переставляют в эксикатор, где влажность воздуха близка к насыщению. Эксикатор помещают на ночь в теплоинерционную защиту из вспомогательных средств (одеяло, пенопластовая оболочка и др.) для предотвращения резких колебаний температуры и конденсации паров воды внутри эксикатора. Если к утру растение восстановило тургор хотя бы на одном листе, стакан возвращают под установку искусственного освещения. Если к утру тургор не восстановился ни на одном листе, то почва в этом стакане достигла влажности устойчивого завядания и стакан в тот же день разбирают.

3.4.9. Растения срезают. Удаляют песок, кальку и верхние 2 см почвы. Оставшуюся почву освобождают от корней и определяют влажность почвы по , которая является влажностью устойчивого завядания растений.

3.5. Обработка результатов

3.5.1. Влажность устойчивого завядания растений ( W B 3 ) в процентах вычисляют по формуле .

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов четырех параллельных определений. Результат вычисляют в процентах до второго десятичного знака с последующим округлением до первого десятичного знака.

3.5.2. Допускаемые относительные отклонения результатов параллельных определений от их среднего арифметического при доверительной вероятности Р=0,95 составляют, % от измеряемой величины:

7 - при влажности устойчивого завядания до 10 %;

5 »» » » св . 10 %.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ

1. Установка и регулировка весов

Весы лабораторные общего назначения 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 100 г по устанавливают по уровню, затем устанавливают начало шкалы, соответствующее 0,0 г. Правильность установки носов и их регулирования проверяют гирями 2-го класса точности. Начало шкалы, середина шкалы, соответствующая 50,0 г, и конец шкалы, соответствующий 100,0 г, должны совпадать с указанными делениями шкалы с погрешностью не более 0,1 г. При несовпадении, превышающем 0,1 г, регулировочными винтами добиваются необходимого совпадения. Весы позволяют работать в интервалах 0-100, 100-200, 200-300, 300-400 и 400-500 г. Указанные требования должны выполниться в каждом из этих интервалов.

2. Установка и регулировка сушильного шкафа

Влажность почвы это процентный показатель количества воды, содержащейся в почве.

Нелегкая жизнь кротов, или для чего почве нужна вода?

Кто-то может подумать, что в почве должна содержаться вода, чтобы кроты не погибли от жажды. Каким бы неожиданным и странным не показалось такое мнение, но и в нем есть доля истины: влага действительна важна для многих подземных обитателей. Но это не самая важная задача воды, есть и другие.

Что же это за основные задачи?

• обеспечение водой растений.
• уровень влажности почвы влияет на содержание воздуха, ее засоленность и содержание токсичных веществ.
• поддержка почвенной структуры, пластичности и плотности.
• воздействие на температурный режим и теплоемкость.
• предотвращение выветривания почвы.
• определяет готовность земли к сельскохозяйственным и агротехническим мероприятиям.

На вкус и цвет…

Вода и почва просто созданы друг для друга. Также как воздух и огонь. На что еще влияет влажность почвы? Количество воды, содержащейся в почве, оказывает влияние на цвет. Чем более влажная почва, тем она кажется темнее. Это может ввести в некоторое заблуждение, ведь по цвету почвы определяют на глаз уровень ее плодородности. Чем больше в почве содержится перегноя, тем она темнее.

Отсюда, кстати, произошел термин «чернозем» — богатая в органическом отношении почва, «черная земля».

Итак, влажность почвы — это важный параметр агротехнический параметр в почвоведении, геологии, экологии, садоводстве, оказывающий серьезное влияние на полноценное функционирование такой экологической системы как биогеоценоз.

…аршином общим не измерить?

Если в природе существует какой-то параметр, возникает желание непременно его измерить — из любопытства, научных или практических соображений.

Каким же образом проводится определение влажности почвы? Разумеется, способов существует несколько, и время от времени появляются новые.

Кто-то сидит изобретает вечный двигатель и разрабатывает искусственный интеллект, а кто-то ломает голову над вопросом — как бы еще исхитриться и нестандартно измерить уровень влажности почвы?

Можно с уверенностью сказать, что на сегодня существую следующие методы определения влажности почвы:

1. Термостатно-весовой.
2. Радиоактивный — замер излучение радиоактивных элементов, размещенных в почве.
3. Электрический — измерение почвенного сопротивления, проводимости, индуктивности и емкости.
4. Тензометрический — основан на разнице напряжения воды между границами фаз.
5. Оптический — базируется на отражаемости световых потоков.
6. Экспресс-методы (в первую очередь, органолептический).

Наиболее простыми и популярными являются первый и последний методы — термостатно-весовой и органолептический. Первый из них более точен, а второй занимает минимум времени и не требует специального оборудования.

Золотые руки — органолептический метод

Для проведения экспертизы этим способом достаточно просто взять в руку горсть земли и оценить ее качества. В терминах уровни градации выглядят так:

1. Сухая земля — рука не ощущает прохлады, сжатие почвы не приводит к образованию комка, грунт рассыпается.

1. Свежая земля — чувствуется прохлада, при сжатии образуется достаточно устойчивый почвенный комок.

1. Влажная земля — явное ощущение прохлады в руке, сжатие образует плотный комок, но при попытке его раскатать он разрушается.

1. Сырая земля — после контакта с почвой рука остается мокрой, грунт пластичный — можно лепить и раскатывать.

1. Мокрая земля — вода стекает по рукам, почва очень липкая, блестящая.

Духовка для выпечки почвы — термостатно-весовой метод

Метод очень точный, и при этом не особо сложный. Но здесь потребуется некоторое оборудование: весы, термостат, бур и несколько бюксов. С помощью бура берутся несколько проб земли на разной глубине и с разных участков. Затем земля взвешивается, распределяется по бюксам — термостойким стаканчикам (их вес заранее известен).

После этого пробы грунта высушиваются в термостате, пока полностью не утратят влагу. Остается лишь взвесить их и вычислить разницу между начальной и конечной массой — это и будет вес содержавшейся в почве воды.

Водные свойства почвы. Методы определения влажности почвы

К основным водным свойствам почвы относят ее водопроницаемость, водоудерживающую и водоподъемную способности.

Водопроницаемостью почвы принято называть способность почвы впитывать и пропускать через себя воду из верхних ее горизонтов в нижние. Ее можно разделить на две стадии. Первая стадия принято называть впитыванием и проявляется в более сухих почвах, когда свободные от влаги поры начинают заполняться водой. В течение периода впитывания водопроницаемость почвы под лесом значительно выше, чем в почве на открытой местности, что объясняется лучшей структурой лесных почв. С окончанием впитывания водопроницаемость лесных почв и прилегающих почв на открытой местности выравнивается.

Вторая стадия представлена фильтрацией. Она, как правило, проявляется во время обильных осадков. В это время в почве, которая уже полностью насыщена водой, влага начинает передвигаться под влиянием силы тяжести и градиента напора.

Водопроницаемость зависит от механического состава, содержания перегноя и оструктуренности почв. Интенсивность водопроницаемости почвы зависит от размера и количества пор.
Размещено на реф.рф
Легкие песчаные и супесчаные почвы, имеющие большое количество крупных пор, всœегда отличаются высокой водопроницаемостью.

Водоудерживающая способность - это способность удерживать в своих порах воду. Для характеристики водоудерживающей способности почвы введено понятие ее влагоёмкости. Влагоёмкостью называют наибольшее количество воды, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может удерживать почва с помощью тех или иных сил. Обычно она выражается в процентах от массы сухой почвы. Одним из факторов водоудерживающей способности почв является свойство почвенных частиц сорбировать на своей поверхности парообразную влагу. Такая способность почвы получила название гигроскопичности, а сама парообразная влага, удерживаемая на поверхности твердой фазы – гигроскопической.

Величина гигроскопической влажности зависит от удельной поверхности почвы, содержания в ней гумуса, состава обменных оснований и состава минœералов. Чем выше влажность воздуха, тем больше гигроскопичность почвы. Гигроскопичность увеличивается с повышением гумусированности почвы и емкости поглощения катионов.

Максимальная гигроскопичная влажность (МГВ) - ϶ᴛᴏ наибольшее количество влаги, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ абсолютно сухая почва может поглотить из воздуха, почти полностью насыщенного парами (с относительной влажностью 100%). МГВ является очень важным показателœем, так как с его помощью можно рассчитать влажность устойчивого завядания растений и соответственно запасы труднодоступной влаги в почве.

При относительной влажности воздуха более 80% сорбция водяных паров сопровождается конденсацией влаги на стыках между частицами почвы, что происходит из-за более низкой упругости водяного пара над вогнутой поверхностью. По этой причине почва, насыщенная до максимальной гигроскопической влажности, при соприкосновении с водой сохраняет способность притягивать ее новые порции. Такая влага, конденсированная на вогнутых поверхностях и удерживаемая почвой с меньшей силой, принято называть рыхлосвязанной водой .

Наибольшее количество прочносвязной влаги, которая может удерживаться на поверхности почвенных частиц с помощью сорбционных сил, характеризуется максимальной адсорбционной влагоёмкостью (МАВ). Этот вид влагоёмкости обычно на 30-40% меньше, чем максимальная гигроскопическая влажность.

Наибольшее количество рыхлосвязанной воды, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ почва может удержать с помощью сил молекулярного притяжения,принято называть максимальной молекулярной влагоёмкостью (ММВ) . У песчаных почв ММВ не превышает 5-7%, а толщина плёнки вокруг почвенных частиц составляет несколько десятков молекул. У глинистых почв ММВ может достигать 25-30%, однако у них из-за меньшего диаметра пор пленка рыхлосвязанной воды должна быть значительно тоньше.

Полной влагоёмкостью (ПВ) принято называть наибольшее количество воды, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может поглотить почва при полном заполнении всœех ее пор.
Размещено на реф.рф
В таком состоянии почва может находиться долгое время лишь в том случае, в случае если влага в крупных некапиллярных порах подпирается снизу грунтовыми водами. В случае если этого не происходит, то гравитационные воды стекают под действием силы тяжести вниз. В этом случае почва переходит в состояние увлажнения, называемое наименьшей (НВ) или предельно-полевой влагоемкостью.

Наблюдается в горизонте грунтовых вод, а также при чрезмерном увлажнении ее поливными водами или дождями ливневого характера.

Оптимальной влажностью для большинства сельскохозяйственных растений условно принято считать влажность, приблизительно равную 50% полной влагоёмкости почвы.

Наименьшая (НВ) или предельно-полевая влагоёмкость (ППВ) - ϶ᴛᴏ наибольшее количество влаги, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может удерживать почва после стекания гравитационной воды при отсутствии слоистости почвы и глубоком залегании грунтовых вод. В хорошо оструктуренных тяжелых почвах значение данного показателя составляет 30-35% от массы сухой почвы, в песчаных почвах - 10-15%.

Наибольшее количество капиллярно-подпертой влаги, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может удержать почва над уровнем грунтовых вод принято называть капиллярной влагоёмкостью (КВ). Эта влагоемкость зависит от количества капиллярных пор и глубины залегания грунтовых вод. Чем ближе к почве располагаются грунтовые воды, тем выше ее капиллярная влагоемкость.

Все виды влагоёмкости зависят от механического состава, содержания перегноя, структурности почвы. Почвы глинистые, структурные, с более высоким содержанием перегноя более влагоёмки, чем почвы песчаные, супесчаные, где меньше перегноя, хуже структура и более легкий механический состав.

Водоподъемная способность - это свойство почвы поднимать влагу по капиллярным порам из нижних слоев в верхние. Наиболее интенсивно вода передвигается за счёт капиллярных сил в порах, диаметр которых находится в пределах 0,1-0,003 мм. С увеличением диаметра пор скорость поднятия воды увеличивается, однако высота ее подъема падает. Поры, размер которых менее 0,003 мм, как правило, заполнены связанной пленочной влагой и в них высота и скорость подъема воды заметно снижаются. Вода в таких порах передвигается как пленочная. Капиллярные силы начинают проявляться в порах диаметром менее 8 мм. Наибольшей капиллярной силой обладают поры размером от 100 до 3 мкм(микрон).

Влажность почвы подразделяют на абсолютную и относительную.

Абсолютная влажность - это общее количество воды в почве, выраженное в процентах по отношению к массе почвы.

Относительная влажность - отношение абсолютной влажности данной почвы к ее предельно-полевой влагоемкости.

По относительной и абсолютной влажности почвы определяют доступность почвенной влаги культурным растениям.

Влажность завядания растений - влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, то есть это нижний предел доступности растениям влаги. Зная абсолютную влажность и влажность завядания растений, можно рассчитать запас продуктивной влаги.

Продуктивная (активная) влага - количество воды сверх влажности завядания, используемое растениями для создания урожая. Так, в случае если абсолютная влажность данной почвы в пахотном слое составляет 43 %, а влажность завядания - 13 %, то запас продуктивной влаги равняется 30 %. Для удобства определœения количество продуктивной влаги выражают в миллиметрах водяного столба. В таком виде продуктивную влагу легче сопоставлять с количеством осадков. Каждый миллиметр воды на площади 1 га соответствует 10 т воды.

Водные свойства почвы. Методы определения влажности почвы - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Водные свойства почвы. Методы определения влажности почвы" 2017, 2018.