Время выполнении 2 часа

Определение влажности, объемной массы (плотности),

Пористости почвы

Ход работы:

Плотность почвы (r) или так называемая объёмная масса сухого вещества определяют методом режущего кольца. Для её определения отбирают точно фиксированный объём почвенного горизонта природного сложения и природной влажности. В силу анизотропия почвы режущее кольцо вбивают в почвы вертикально. Грунт на торцах аккуратно зачищают, и затем весь материал переносят в упаковку для последующего взвешивания и высушивания.

Перед началом эксперимента пустой бюкс с крышечкой протирают тряпочкой и взвешивают на технических весах с точностью до второго знака после запятой (вес бюкса). Перед началом работы измеряется диаметр режущего кольца (D) и его высота (h) в см. Рассчитывается внутренний объем кольца по формуле:

V=(3,14*D²/4)*h (см³). (3)

Сухая высеченная кольцом масса ненарушенного сложения (М) отнесенная к объему кольца равна объемной плотности (r) почвы: r = М/V.

Почвенный материал ненарушенной структуры отбирается при помощи режущегося кольца, которое вбивается вертикально вниз. Теперь, материал из кольца переносится в бюкс. Глубина отбора пробы, номер крышечки и самого бюкса записываются в тетрадь.

В дальнейшем, бюкс с почвой взвешивается (Сырой вес). Крышечка открывается, а сам бюкс устанавливается на крышечку. В таком виде бюкс ставят на просушку в сушильный шкаф при температуре 110⁰С. Сушка продолжается 12 часов, а затем, образцы почвы остывают и приходят в равновесия по влажности с окружающим воздухом (воздушно-сухое состояние).

Расчет влажности и объемной массой производят по формулам:

1. (Сырой вес – Сухой вес)*100/(Сухой вес – упаковка) = Влажность(%); (4)

2. (Сухой вес – упаковка)/(объем кольца) = Объемная масса; (5)

3. Пористость рассчитывается, используя формулу 2:

(1 – (объемная масса)/((удельная масса)* 100) = Пористость (%). (6)

Пример расчета влажности, объемной массы для почвы ООПТ природного парка Самаровский чугас приведен в таблице 2. Образцы почв ненарушенного сложения отобраны в июле месяце. Почва – подзолистая на тяжелом суглинке.

Таблица 2 — Влажность (%), объемная масса (г/см³), пористость* (%) почвы

Глубина, см	№ Бюкса	Сырой вес, г	Сухой вес, г	Пустой бюкс, г	Влажность, %	Объемная масса, г/см3	Пористость, %
5-10		123,42	99,04	20,12	30,89	1,58	42,45
45-50	103-049	136,02	113,26	22,37	25,04	1,82	33,81
95-100	206-245	135,18	115,6	21,67	20,85	1,88	31,65
145-150	273-210	137,02	117,75	22,06	20,14	1,91	30,58

* значение удельной массы взято из таблицы 1 для градации гранулометрического состава — лессовидные суглинки.

Результаты измерения представить в следующем виде:

Дата ________, объем кольца ________, гранулометрический состав _____________

 

Сырой вес, г	Сухой вес, г	Влажность, %	Объемная масса, г/см3	Пористость, %

Задание 3

Работа рассчитана на 1 час.

Второй час — обсуждение полученных результатов.

Расчет запасов влаги

Цель – научить студентов проводить расчет запасов веществ на примере влаги.

Для определения запасов влаги надо предварительно задать мощность слоя, для которого этот расчет будет производиться. Воспользуемся данными таблицы 3 для верхнего слоя 0-10 см, считая, что во всем 10-см слое одна плотность 1,58 г/см³ (таб. 3).

Таблица 3.

Сырой вес, г	Сухой вес, г	Пустой бюкс, г	Влажность,%	Объемная масса, г/см3
Вм	Вс	Вп	W	d
123,42	99,04	20,12	30,89	1,58

 

Чтобы установить количество воды (А), содержащееся в слое 10 см, следует провести расчет формуле 1: А = (Вм-Вс)/V = 0,488 г/см³ (обозначения в таблице 3) (48,8%). Если по весу влага занимает всего лишь ~ 31 % (треть), то по объему половину ~ 50% (если плотность воды принять за 1г/см³). Чтобы получить запасы влаги нужно рассчитать её количество в тоннах на 1 га. Для пересчета следует А умножить на 1000 и получится 488 т/га. Запас можно отразить в мм слоя воды. Для этого А следует умножить на 1000 (мощность слоя – 10 см и площадь 100 см²) и, тогда, получится 488 мм влаги. Для Ханты-Мансийска среднегодовое количество осадков составляет 494 мм в год.

Расчет можно провести и другим способом. При умножении объемной массы на мощность получается количество вещества, содержащиеся в слое заданной мощности на 1 см². Вес призмы площадью сечения 1 см² и мощностью 10 см при объемной массе 1,58 г/см³ на площади 1 кв. м будет равен 158 000 г. На каждый грамм сухой массы приходится 0,3089 г влаги ~ 0,31. Тогда, 1 м² будет содержать 158 000 * 0,31 = 48809 г. Эта влага от воздушно-сухого состояния до полевой влажности. Переведем полученный вес влаги в тонны на м² (0,0488 т). Запас влаги на га (10 000 м²) составит 0,0488 т * 10 000 м² = 488 т/га.

Расчет через процентное содержание полезен тем, что таким способом можно рассчитать запасы любого вещества (например, гумуса, %), или количество загрязняющего вещества, находящегося в известном слое почвы.

Рассчитать запасы влаги в т/га и мм и записать как итог лабораторной работы.

Литература

1. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. – 416 с.

2. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проспект, 2004. – 432 с.