Материал: 3440
16
равную 10 см. Почву в трубку насыпают постепенно через воронку или бумажную трубку, уплотняя еѐ легким постукиванием дна трубки о стол. Трубку наполняют почвой так, чтобы высота столбика почвы оказалась на 1-2 см ниже верхнего конца самой трубки.
Вес влажной почвы (В) равен В = Б – С,
где Б – вес трубки с почвой, г; С – вес пустой трубки, г.
Пробы на влажность берут параллельно в сушильный стаканчик и рассчитывают отдельно, исходя из соотношения количества воды в образце и веса абсолютно сухой почвы.
Зная влажность взятой почвы (W, %), вычисляют абсолютно-сухой вес почвы Рс:
А 100 Рс = 100 W ,
где А – вес взятого образца, г.
Вес воды в почве при ее влагоемкости (а) равен: а = В – Рс.
Общая влагоемкость (ОВ) в % сухой почвы рассчитывается по формуле
ОВ = а 100 .
Рс
Лабораторная работа № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОДЪЕМНОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧВ
МЕТОДОМ ТРУБОК
Капиллярный подъем грунтовых вод в почвенную и грунтовую толщу имеет различное значение для растений. В засушливых условиях при недостатке влаги и незасоленных грунтовых водах подъем капиллярной воды в почвенный профиль увеличивает запасы продуктивной влаги, повышает плодородие почв; с другой стороны, высокое стояние грунтовых вод может вызвать заболачивание почвы, особенно в условиях достаточного увлажнения. Засоленные грунтовые воды при интенсивном испарении влаги с поверхности почвы способствуют засолению почв.
17
В условиях лаборатории закономерности изменения высоты капиллярного подъема воды в зависимости от механического состава почвы, ее структуры и содержания солей в ней можно проследить, используя метод определения в стеклянных трубках.
Ход анализа Дно стеклянной трубки диаметром 3-4 см, высотой 1 м (или составленной
из склеенных бумагой трубочек по 10 см) обвязывают марлей с фильтровальной бумагой. На всю длину трубки приклеивают полоску миллиметровой бумаги, по которой ведут отсчет высоты подъема воды.
Для определения влияния механического состава на высоту капиллярного подъема воды используют песок, супесь, легкий, средний и тяжелый суглинки. Просеянную через сито с отверстиями диаметром 1-3 мм почву засыпают в трубку при легком постукивании дном трубки о край стола. Трубку заполняют почвой так, чтобы сверху оставалось незаполненным почвой около 1 см, затем трубку устанавливают в ванну с дистиллированной водой. Запись данных наблюдений над водоподъемной способностью почвы производят по приведенной ниже форме:
воды |
|
|
|
|
Высота |
|
|
|
||
|
|
|
|
поднятия |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
подачи |
|
|
Отсчет |
воды за |
Среднее |
Скорость |
||||
|
Интер |
высоты |
данный |
из двух |
капиллярного |
|||||
|
валы |
поднятия |
интервал |
отсчетов |
поднятия |
|||||
и глубина |
Часы |
|||||||||
на- |
воды, Н, см |
времени |
Н1 |
|
|
|||||
наблю- |
|
|
||||||||
блю- |
|
|
Н1, см |
|
|
|
||||
дений |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
дений, |
отсчеты |
отсчеты |
|
|
|
|||||
Почва |
|
|
|
|
||||||
|
мин |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
I |
II |
I |
II |
|
см/мин |
см/ч |
||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Каштановая |
10 ч 10 |
0 |
0 |
9,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
тяжело- |
мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
суглинистая. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-15 |
5 |
7,2 |
9,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
||
Глубина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-20 |
5 |
9,2 |
11,3 |
2,0 |
1,8 |
1,9 |
0,38 |
22,8 |
||
подачи воды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-25 |
5 |
11,1 |
12,9 |
1,9 |
1,6 |
1,7 |
0,34 |
20,40 |
||
50 см. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
Определение влияния структуры почвы на высоту капиллярного подъема воды ведут следующим образом. Из воздушно-сухой почвы с помощью сит выделяют структурные фракции размером < 0,25; 0,25-1; 1-3; 3-5. Контролем служит почва, просеянная через сито с диаметром отверстий 5 мм, содержащая смесь всех изучаемых фракций. Затем производят операции, аналогичные тем, что при изучении влияния механического состава.
Для определения влияния солей на капиллярный подъем воды приготовляют растворы солей, диспергирующих почву (NaOH, Na2CО3) и коагулирующих высокодисперсные частицы (CaCl2, NaCl). Концентрация солей должна примерно соответствовать концентрации солей, содержащихся в грунтовых водах или в почвенном растворе.
Лабораторная работа № 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ НАСЫПНЫХ ОБРАЗЦОВ
МЕТОДОМ ТРУБОК
Водопроницаемость – одно из важнейших водно-физических свойств почвы. С ней связано использование атмосферных осадков и поливной воды; при хорошей водопроницаемости вода почти полностью проникает в почву, создавая запасы влаги, и, наоборот, при плохой водопроницаемости вода стекает по поверхности, вызывая эрозию.
Водопроницаемость выражают в миллиметрах водного столба за единицу времени, а также в сантиметрах, литрах или кубометрах в единицу времени: секунды, минуты, часы, сутки.
Ход анализа Берутся стеклянные или металлические трубки диаметром 4-5 см при
высоте 20-100 см и более в зависимости от поставленной цели. Нижний конец трубки обвязывают марлей (или тонкой сеткой), на «дно» трубки кладут кружок из фильтровальной бумаги. На наружной стенке стеклянной трубки наклеивают полоску из миллиметровой бумаги. Металлические трубки целесообразно делать свинчивающимися из отдельных звеньев по 10 см, что позволяет составлять трубку нужной высоты.
19
Трубку загружают почвой, пропущенной через сито с диаметром отверстий 1 или 3 мм, почти до верха (на 6-7 см ниже верхнего края трубки). Во избежание отсортировки материала почву насыпают в трубку через воронку, на которую надевают резиновую трубку. Плотность почвы по всему заполненному объему трубки должна быть равномерной, а объемный вес – таким, как в природных условиях. Поэтому почву в трубку загружают послойно (по 2-3 см), уплотняя постукиванием трубки обо что-либо мягкое или с помощью деревянной трамбовочки.
По весу и объему почвы в трубке рассчитывают ее объемный вес и порозность. Подготовленную трубку с почвой устанавливают на воронку и укрепляют на штативе. Поверхность почвы в трубке покрывают кружком фильтровальной бумаги для предохранения от размывания. Воду подают в почву под постоянным напором в 5 см, поддерживаемым с помощью приспособления по принципу Мариотта. Для этой цели используют мерный цилиндр емкостью 200-250 см3, который закрывают пробкой со вставленной стеклянной трубкой, конец которой выходит из пробки и косо срезан. Цилиндр наполняют водой и, закрыв, опрокидывают над трубкой с почвой. Конец трубки, выходящий из цилиндра, должен быть на 5 см выше поверхности почвы в трубке. Под воронку ставят мерный цилиндр или стакан для сбора и учета фильтрующейся воды. После установления давления (напора) воды в трубке над почвой записывают время начала впитывания, учитывают расход воды (по уменьшению ее в мерном цилиндре) каждые 5-10 мин и одновременно регистрируют глубину промачивания.
Появление первой капли фильтрата в нижнем конце трубки следует считать концом процесса впитывания и началом фильтрации. Определяют количество профильтровавшейся воды: через каждые 10 мин в течение первого часа, через каждые 30 мин в течение второго и третьего часов и затем через часовые интервалы до получения одинаковых значений К. Одновременно отмечают температуру воды, используемой при работе.
Коэффициенты впитывания или фильтрации рассчитывают по формуле
Кt = |
Q |
, |
|
||
S T I |
где Kt – коэффициент впитывания или фильтрации, мм/мин, см/с при данной температуре;
20
Q – расход воды, мм3, см3 (по сосуду Мариотта – впитывание или по количеству собранного фильтрата – фильтрация);
S – площадь сечения трубки, см2; T – время, с, мин;
I – гидравлический градиент.
Приводят расчеты к температуре 10 0С по следующей формуле:
К10 = |
Kt |
, |
|
||
0,7 (0,03 t) |
где t – температура используемой воды, 0С.
Полученные данные сводят в таблицу и строят график, где по оси ординат откладывают величины К10, а по оси абсцисс – время Т.
Для оценки водопроницаемости почвы в агрономических и мелиоративных целях используют шкалу Н.А. Качинского (напор воды Н =5 см при температуре 10 0С), приведенную ниже.
Водопроницаемость в первый час наблюдения, |
Оценка |
мм/ч |
|
|
|
Свыше 1000 |
Провальная |
|
|
1000-500 |
Излишне высокая |
|
|
500-100, выровненная по всей поверхности |
Наилучшая |
|
|
100-70 |
Хорошая |
|
|
70-30 |
Удовлетворительная |
|
|
< 30 |
Неудовлетворительная |
|
|
Лабораторная работа № 7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВ
МЕТОДОМ И.В. ТЮРИНА
Метод основан на учете бихромата, расходуемого на окисление углерода перегноя почвы по уравнению
3С + 2K2Cr2O7+ 8 H2SO4 = 2 Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 +8H2O + 3CO2
Окисление происходит в сильнокислой среде и сопровождается восстановлением шестивалентного хрома в трехвалентный. Избыток бихромата, оставшегося в растворе после окисления перегноя, учитывают титрованием солью Мора:
K2Cr2O7+7 H2SO4+ 6 FeSO4 = Cr2(SO4)3+ 3Fe2(SO4)3+ K2SO4+7H2O