Влагоёмкость почвы
Влагоёмкость (водоёмкость, водоудерживающая сила, капиллярность почвы) - свойство почвы принимать и задерживать в своих волосных скважинах известное количество капельножидкой воды , не позволяя последней стекать.
Процентное отношение её веса к весу почвы или, соответственно, её объёма к объёму почвы, выраженное в процентах, называется показателем влагоёмкости почвы.
Влагоёмкость почвы - величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы ; способность почвы поглощать и удерживать в себе от стекания определённое количество влаги действием капиллярных и сорбционных сил. В зависимости от условий, удерживающих влагу в почве, различают несколько видов влагоёмкости почвы: максимальную адсорбционную , капиллярную, наименьшую и полную. Максимальная адсорбционная влагоёмкость почвы, связанная влага, сорбированная влага, ориентировочная влага - наибольшее количество прочно связанной воды, удерживаемое сорбционными силами. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы и выше содержание в ней гумуса , тем больше доля связанной, почти недоступной влаги почве. Капиллярная влагоёмкость почвы - максимальное количество влаги, удерживаемое в почвогрунте над уровнем грунтовых вод капиллярными (менисковыми) силами. Зависит от мощности слоя, в котором она определяется, и его удалённости от зеркала грунтовых вод. Чем больше мощность слоя и меньше его удаление от зеркала грунтовых вод, тем выше капиллярная влагоёмкость почвы. При равном удалении от зеркала её величина обусловлена общей и капиллярной пористостью , а также плотностью почвы. С капиллярной влагоёмкостью почвы связана капиллярная кайма (слой подпёртой влаги между уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта смачивания почвы). Капиллярная влагоёмкость почвы характеризует культурное состояние почвы. Чем почва менее оструктурена, тем больше в ней происходит капиллярный подъём влаги, её физическое испарение и, зачастую, накопление в верхней части легкорастворимых, в т.ч. и вредных для растений солей. Наименьшая - полевая влагоёмкость почвы - кол-во воды, фактически удерживаемое почвой в природных условиях в состоянии равновесия, когда устранено испарение и дополнительный приток воды. Эта величина зависит от гранулометрического, минералогического и химического состава почвы, ее плотности и пористости. Применяется при расчёте поливных норм. Полная влагоёмкость почвы, водовместимость почвы - содержание влаги в почве при условии полного заполнения всех пор водой. При полной влагоёмкость почвы влага, находившаяся в крупных промежутках между частицами почвы, непосредственно удерживается зеркалом воды или водоупорным слоем. Водовместимость почвы рассчитывается по её общей пористости. Значение величины полной влагоёмкости почвы необходимо при подсчете способности водовпитывания без образования поверхностного стока, для определения способности водоотдачи почвы, высоты подъёма грунтовых вод при обильных дождях или орошении.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Влагоёмкость почвы" в других словарях:
влагоёмкость почвы - влагоёмкость почвы, способность почвы поглощать и удерживать влагу. Выражается количеством влаги в процентах от массы или объёма сухой почвы или в мм водного слоя. Зависит от гранулометрического состава и структуры почвы, содержания в ней гумуса … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
ВЛАГОЁМКОСТЬ ПОЧВЫ - способность почвы поглощать и удерживать влагу. Выражается кол вом влаги в процентах от массы или объёма сухой почвы или в мм водного слоя. Зависит от гранулометрич. состава и структуры почвы, содержания в ней гумуса. Наиб. влагоёмки мощные… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
Способность почвы поглощать и удерживать определённое количество влаги. В. п. выражается в процентах к массе сухой почвы или к её объёму, а также в миллиметрах водного слоя. См. Водный режим почвы …
ВЛАГОЁМКОСТЬ ПОЧВЫ - величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы … Словарь ботанических терминов
Влагоемкость (водоемкость, водоудерживающая сила или капиллярность почвы) свойство почвы принимать и задерживать в своих волосных скважинах известное количество капельножидкой воды, не позволяя последней стекать. Это волосная, или капиллярная,… … Википедия
воздухоёмкость почвы - Объём почвенных пор, содержащих воздух, при влажности почвы, соответствующей её влагоёмкости. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины почвоведениеэкзогенные… … Справочник технического переводчика
Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область, Россия Почва поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную, гетерогенную, открытую, четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная… … Википедия
Влагоемкость почвы - ВЛАГОЁМКОСТЬ ПОЧВЫ способность почвы поглощать и удерживать влагу. Выражается в количественных показателях (в % влаги к весу почвы или её объему). Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской… … Экологический словарь
Совокупность всех явлений, определяющих поступление, передвижение, расход и использование растениями почвенной влаги. В. р. п. важнейший фактор почвообразования и почвенного плодородия. Главный источник почвенной влаги атмосферные осадки; … Большая советская энциклопедия
Болотные торфяные, или торфяно болотные, почвы, группа почвенных типов, формирующихся в условиях избыточного увлажнения атмосферными, застойными пресными или слабопроточными в той или иной степени минерализованными грунтовыми водами. Т. п … Большая советская энциклопедия
Влагоемкость почвы – величина, которая количественно характеризует водоудерживающую способность почвы. Как и влажность, влагоемкость определяется в % к весу сухой почвы. В зависимости от сил, удерживающих влагу в почвах, различают три основные категории влагоемкости: полная, наименьшая и капиллярная.
Полная влагоемкость – это максимальное количество воды, которое может удерживать почва с использованием всех влагоудерживающих сил.
Наименьшая влагоемкость – это максимальное количество воды, которое почва может удерживать в химических связях и коллоидных системах.
Капиллярная влагоемкость – это максимальное количество воды, которое почва может удеживать в своих капиллярах.
Материалы и оборудование
1) стеклянные цилиндры без дна; 2) марля; 3) ванночки; 4) фильтровальная бумага; 5) технические весы; 6) образцы почвы.
Ход работы
Стеклянный цилиндр без дна обвязывают марлей с нижнего конца. В предварительно взвешенный на технических весах цилиндр насыпают, слегка уплотняя постукиванием, почву на высоту 10 см. Определяют массу цилиндра с почвой. Далее цилиндр с почвой помещают в специальную ванночку с водой – так, чтобы дно цилиндра стояло на фильтровальной бумаге, концы которой опущены в воду.
Вода по порам бумаги передается почве, производя ее капиллярное насыщение. Через каждые сутки цилиндр взвешивают на технических весах до тех пор, пока его масса не перестанет возрастать. Это укажет на то, что почва достигла полного капиллярного насыщения. Капиллярную влагоёмкость рассчитывают по формуле:
где КВ – капиллярная влагоёмкость, %;В – масса почвы в цилиндре после насыщения, г;
М – масса абсолютно сухой почвы, г.
Поскольку в цилиндр помещается воздушно-сухая навеска, а расчеты производятся на массу абсолютно сухой почвы, поэтому массу абсолютно сухой почвы предварительно надо вычислить, используя значение коэффициента пересчёта, полученное в предыдущей работе (все лабораторные работы выполняются с тем же почвенным образцом) по формуле:
где М – масса абсолютно сухой почвы,b – вес воздушно-сухой почвы,
k H 2 O ‑ коэффициент гигроскопичности.
Полученные результаты занести в таблицу.
Лабораторная работа № 7
Определение кислотности почвы
Основные сведения по теме работы
Кислотность почв – это их способность обуславливать кислую реакцию почвенного раствора за счет наличия в ней катионов водорода. Наиболее распространенным источником кислотности почв являются фульвокислоты, которые образуются при разложении растительных остатков. Кроме них в почве присутствуют многие низкомолекулярные кислоты – органические (масляная, уксусная) и неорганические (угольная, серная, соляная).
Кислотность – это диагностический параметр, оказывающий значительное влияние на жизнь обитателей почвы и произрастающих на ней растений. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальные диапазоны кислотности близки к нейтральным, однако многие естественные почвы являются щелочными или кислыми, поэтому возникает необходимость оценки и, при необходимости, коррекции их кислотности.
Избыточная кислотность прямо или косвенно оказывает негативное влияние на растения. Подкисление почв приводит к нарушению их структуры, что в свою очередь вызывает резкое ухудшение аэрации и капиллярных свойств почвы. Избыточная кислотность подавляет жизнедеятельность полезных микроорганизмов (особенно нитрификаторов и азотфиксаторов), усиливает связывание фосфора алюминием, что нарушает ионообменные процессы в корнях растений. В конечном счете, эти процессы приводят к закупорке корневых сосудов и отмиранию корневой системы.
Различают две формы кислотности - актуальную и потенциальную.
Актуальная кислотность обусловлена наличием в почвенном растворе свободных ионов водорода, образовавшихся в результате диссоциации водорастворимых органических и слабых минеральных кислот, а также гидролитически кислых солей. Она непосредственно влияет на развитие растений и микроорганизмов.
Потенциальная кислотность характеризуется наличием в почвенно-поглотительном комплексе ионов Н + и Al 3+ , которые при взаимодействии твердой фазы с катионами солей вытесняются в почвенный раствор и подкисляют его.
Определение кислотности почвы как правило проводится потенциометрическим методом. Он основан на измерении электродвижущей силы в цепи, состоящей из двух полуэлементов: электрода измерения, погруженного в испытуемый раствор, и вспомогательного электрода с постоянным значением потенциала. Прибор для измерения рН называется потенциометром или рН-метром.
Результаты потенциометрического измерения рН почвы оцениваются по стандартным шкалам. В практическом почвоведении используется классификация почв по уровню рН водной вытяжки (актуальная кислотность) или солевой вытяжки (потенциальная кислотность) (табл. 6).
Табл. 6. Классификация почв по уровню кислотности
|
Тип почвы | |
|
Очень сильнокислые | |
|
Сильнокислые | |
|
Слабокислые | |
|
Близкие к нейтральным | |
|
Нейтральные | |
|
Слабощелочные | |
|
Щелочные | |
|
Сильнощелочные | |
|
Очень сильнощелочные |
Материалы и оборудование
1) химические стаканчики на 100-150 мл, 2) 1 N раствор КСl, 3) потенциометр (рН-метр), 4) технические весы; 5) образцы почвы.
Ход работы
Для определения актуальной кислотности следует на технических весах взвесить 20 г воздушно-сухой почвы. Навеску поместить в химический стакан на 100-150 мл и прилить 50 мл дистиллированной воды. Содержимое перемешивать 1-2 мин и оставить стоять 5 мин. Перед определением суспензию еще раз перемешать, после чего полностью погрузить в нее электрод измерения и электрод сравнения. Через 30-60 сек. отсчитать по шкале потенциометра значение рН, соответствующее измеряемой кислотности почвенной суспензии.
Для определения потенциальной кислотности к навеске почвы 20 г приливают 50 мл 1N р-ра КСl. Дальнейший ход анализа тот же, что и при определении актуальной кислотности.
Результаты работы занести в таблицу:
Лабораторная работа № 8
Влага необходима для прорастания семян, без нее невозможны последующий рост и развитие растения. С водой в растение из почвы поступают питательные вещества, испарение воды листьями обеспечивает нормальные температурные условия жизнедеятельности растения.
ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ, величина, количественно характеризующая водо-удерживающую способность почвы; способность почвы поглощать и удерживать в себе от стекания определенное количество влаги действием капиллярных и сорбционных сил. В зависимости от условий, удерживающих влагу в почве, различают несколько видов В. п.: максимальную адсорбционную, капиллярную, наименьшую и полную.
Максимальная адсорбционная ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ, связанная влага, сорбированная влага,ориентировочная влага - наибольшее количество прочно связанной воды,удерживаемое сорбционными силами. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы и выше содержание в ней гумуса, тем больше доля связанной, почти недоступной винограду и др. культурам влаги в почве.
Вода - обязательное условие почвообразования и формирования почвенного плодородия. Без нее невозможно развитие почвенной фауны и микрофлоры.
Процессы превращения, трансформации и миграции веществ в почве также требуют большого количества воды.
Для определения потребности растений в воде применяют показатель -транспирационный коэффициент - количество весовых частей воды, затраченной на одну весовую часть урожая.
Степень доступности почвенной влаги растениям и состояние водного режима,выражают почвенно-гидролитические константами. Различают следующие почвенно-гидрологические константы:
- 1. Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) - влажность почвы,соответствующая наибольшему содержанию недоступной растениям прочносвязанной влаги.
- 2. Максимальная гигроскопичность (МГ) - влажность почвы, соответствующая количеству воды, которое почва может сорбировать из воздуха, полностью насыщенного водяным паром. Влага, соответствующая МГ, полностью недоступна растениям.
- 3. Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ), соответствующая содержанию в почве воды, при котором растения обнаруживают признаки завядания, не проходящие при помещении растений в насыщенную водяным паром атмосферу. Влажность завядания соответствует влажности почвы, когда влага из недоступного для растений состояния переходит в доступное (нижний предел доступности почвенной влаги).
- 4. Наименьшая (полевая) влагоемкость почвы (НВ) - соответствует капиллярно-подвешенному насыщению почвы водой, когда последняя максимально доступна растениям.
- 5. Полная влагоемкость (ПВ) - соответствует такому содержанию влаги в почве, когда все ее поры насыщены водой.
Способность почвы к устойчивому обеспечению растений водой зависит от агрофизических факторов плодородия.
Влагоемкость почвы - называют способность ее удерживать воду. Различают капиллярную, наименьшую (полевую) и полную влагоемкость. Капиллярная влагоемкость определяется количеством воды, содержащимся в капиллярах почвы, подпертых водоносным горизонтом. Наименьшая влагоемкость аналогична капиллярной, но при условии отрыва капиллярной воды от воды водоносного горизонта. Полная влагоемкость - состояние влажности, когда все поры (капиллярные и не капиллярные) полностью заполнены водой.
Водопроницаемостью почвы называют способность впитывать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава,структуры почвы и степени увлажнения. Определяют водопроницаемость,пропуская через слой почвы воду.
Водоподъемная способность почвы - способность к капиллярному подъему воды.
Обусловлено это свойство действием менисковых сил смоченных водой стенок почвенных капилляров.
Условия водного режима в пахотной почве постоянно изменяются. Радикальный метод регулирования водного режима почв - мелиорация. Современные приемы гидротехнической мелиорации обеспечивают возможность двухстороннего регулирования водного режима: орошение со сбросом лишней воды и осушение в комплексе с дозированным орошением.
Поступление влаги в почву складывается из впитывания при частичном заполнении пор водой и фильтрации воды. Совокупность этих явлений объединяется понятием «водопроницаемость почвы ». По скорости впитывания во,ды различают почвы хорошо-, средне и слабо водопроницаемые. Фильтрация почвы, т. е. нисходящее передвижение влаги в почве или грунте при заполнении всех порводой, зависит от многих факторов: механического состава, водопрочности агрегатов, плотности,сложения.
Количество воды, характеризующее водоудерживающую способность почвы, называют влагоемкостью .В зависимости от сил, удерживающих влагу в почве,различают максимальную адсорбционную влагоемкость (влага, которая удерживается па поверхности частиц под действием сорбционных сил), капиллярную (запас воды, удерживаемый капиллярными силами), наименьшую (полевую) и полную влагоемкость или водо-вместимость (содержание воды в почве при заполнении всех пор водой).
С капиллярной влагоемкостью связано важное в агрономической науке понятие капиллярной каймы. Капиллярной каймой называется весь слой влаги между уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта смачивания почвы.
Наименьшая (полевая) влагоемкость - это количество влаги, которое сохраняется в почве(или грунте) при отсутствии капиллярного подтока после стенания избыточной гравитационной воды.Это максимальное количество воды, удерживаемое почвой в естественных условиях при отсутствии испарения и притока воды извне. Влагоемкость почвы зависит от механического, химического,минералогического состава почвы, ее плотности,пористости и т. д.
Аэрация, водопроницаемость, влагоемкость и другие водно-физические свойства почвы являются важными почвенными характеристиками, влияющими на плодородие почвы, ее хозяйственную ценность.
Корневые выделения. Растения не остаются в долгу перед микроорганизмами - живые растения кормят почвенные микроорганизмы своими корневыми выделениями, а не только отмирающими послеуборочными остатками, хотя корни тоже составляют около трети массы растения. Татьяна Угарова приводит цифру - до 20% всей массы растений составляют корневые выделения. В состав корневых выделений входят органические кислоты, сахара, аминокислоты и многое другое. По Т. Угаровой сильное растение обильно кормит почвенные микроорганизмы, при этом происходит массовое размножение ризосферной (корневой) полезной микрофлоры. Причем растения стимулируют развитие преимущественно такой микрофлоры, которая питает растения, вырабатывает стимуляторы роста растений, подавляет вредную растениям микрофлору.
Под влагоемкостью почвы понимают ее способность удерживать длительное время, определенное количество воды. В зависимости от условий заполнения и удержания различают максимальную адсорбционную влагоемкость, наименьшую (полевую) влагоемкость, или водопроницаемость.
Наименьшая (полевая) влагоемкость -- это максимальное количество капиллярно-подвешенной воды, которое может удержать почва менисковыми или капиллярными силами после стекания всей гравитационной воды.
Влагоемкость зависит от гранулометрического состава почвы, от строения почвы, от количества гумуса, солонцеватости, засоленности. Ее выражают в весовых, объемных процентах, м 3 на 1 га, мм.
Определение наименьшей (полевой) влагоемкости в поле. Наименьшую полевую влагоемкость студенты определяют в окрестности сельхозинститута.
На выбранном участке закладывают опытную площадку размером 3 х 3 м. Удовлетворительные результаты получаются и при размере площадки 1,5 х 1,5 и 1 х 1 м.
Поверхность площадки выравнивают, обрабатывают так же, как и все поле, и заливают водой в количестве, необходимом для вытеснения воздуха из пор намеченного к обследованию объема почвы. Для защиты от растекания воды при заливке площадку окружают двумя земляными валами высотой 20-- 25 см, отстоящими друг от друга на расстоянии 0,4--0,6 м. Можно отметить площадку ветками, а на расстоянии 0,5 м от нее насыпать вокруг земляной вал.
Для определения количества воды, нужной для заливки площадки, неподалеку делают почвенный разрез, проводят морфологическое описание почвы, определяют объемную, удельную массу, влажность и скважность почвы. Вычисляют общую скважность и фактический запас воды в почвенных слоях. Результаты записывают по нижеприведенной форме. В данном примере для полного насыщения почвенного слоя 0--30 см нужно 111,6 мм или 1116 м 3 воды на 1 га. Фактический запас ее 405 м 3 на 1 га. Следовательно, для насыщения почвы требуется 1116 -- 405 = 711 м 3 на 1 га, а на площадку в 2 м 2 -- 0,142 м 3 или 142 л. Учитывая потерю воды на растекание, норму ее увеличивают в 1,5--2,0 раза. При метровой глубине промачивания выливают 200--300 л на 1 м 2 .
Рассчитанный объем воды подают на площадку постоянным напором воды 5 см. Слой воды 5 см поддерживают до тех пор, пока не будет израсходован весь запас воды. Когда вся вода впитается в почву, площадку закрывают клеенкой или полиэтиленовой пленкой, а сверху полуметровым слоем соломы для предохранения от испарения и оставляют для стекания гравитационной воды. Супесчаные и песчаные почвы выдерживают сутки, суглинистые 2--3 суток, глинистые 3--5 суток. По истечении этого срока через каждые 10 см берут буром почвенные пробы на влажность не менее, чем в трехкратной повторности. Как только установится постоянная влажность с небольшими колебаниями в пределах 0,5--0,7 %, эту влажность и принимают за величину полевой влагоемкости.
Результаты определения влажности почвы до и после полива записывают в тетрадь по следующей форме:
Расчет влагоемкости осуществляется по формулам:
НВ % = ((а - в) / (в - с)) * 100; НВ м = НВ %
Наименьшая полевая влагоемкость используется при расчете поливных норм, промывных норм для засоленых почв, планировании режима орошения сельскохозяйственных культур.
Наименьшая (или предельная полевая) влагоемкость показывает количество воды, удерживаемое почвой в практически неподвижном состоянии после обильного полива и просачивания избыточной воды под влиянием силы тяжести. Определение делается в природных условиях. При залегании грунтовых вод глубже 3 м определение показывает «истинную наименьшую влагоемкость», а при более близких грунтовых водах - более высокое содержание, достигающее величины «капиллярной влагоемкости». Глубину грунтовых вод следует указывать при определении.
Влагоемкость, определяемая описанным ниже методом, называется различными исследователями: общая влагоемкость (Качинский, Вадюнина), предельная полевая влагоемкость (Астапов, Розов, Долгов), наименьшая полевая влагоемкость (Березинь, Рыжов, Зимина), полевая влагоемкость (Ревут, Гречин).
Порядок определения наименьшей влагоемкости. Выбирают ровный, типичный для данного поля участок и на нем окружают земляным валиком высотой 30-40 см площадку размером 1,5х1,5 л. Землю для насыпания валиков берут вне площадки, поверхность площадки оберегают от затаптывания. Для ограждения площадки вместо земляных валиков иногда применяют деревянные или железные рамы. Поблизости от площадки закладывают и описывают почвенный разрез, в стенке которого берут образцы почвы по генетическим горизонтам для определения влажности, объемного и удельного веса почвы.
Для промачивания почвы до 1,5 м на каждый квадратный метр площадки надо приготовить 200-300 л на суглинистых или 200 л воды на супесчаных почвах. Во избежание размыва поверхности под струю воды, подаваемой на площадку, необходимо подложить кусок фанеры или слой соломы. Вода подается постепенно, так чтобы не создавать слоя воды на поверхности выше б см.
Когда вся поданная на площадку вода впитается в почву, ее покрывают для предохранения от испарения с поверхности клеенкой или пластиком и толстым слоем соломы (до 0,5 м), которую прижимают сверху землей.
Просачивание излишней воды из первого метра почвы в основном заканчивается на песчаных почвах за 1-2 суток, на суглинистых - 3-5 и глинистых - 5-10 суток. Однако и после этого срока почвенная влага продолжает медленно просачиваться вниз. Поэтому рекомендуют определение наименьшей влагоемкости в три срока - через 1,3 и 10 суток, обозначая их индексами HB1, HB3 и HB10. Для песчаных и супесчаных почв достаточно определить HB1 и HB3.
Почвенные пробы для определения влажности отбирают буром с трех-пяти мест послойно через 10 см. Для этого на площадку кладут доску и, стоя на ней и не снимая покрытия почвы, производят бурение в центральной части площадки 80х80 см. Отверстия скважин после взятия проб плотно забивают почвой.
Наименьшую (предельную полевую) влагоемкость можно определить во всех случаях обильного увлажнения почвы - ранней весной после полного оттаивания почвы и впитывания талых вод или после полива орошаемых участков. После увлажнения выбранную площадку закрывают клеенкой, соломой и через соответствующие интервалы бурят и определяют влажность почвы площадки.
Наименьшая влагоемкость зависит от механического состава - от 20% объема супесчаных до 40% от объема суглинистых и глинистых почв, и несколько уменьшается с глубиной. Наименьшая влагоемкость тяжелой почвы зависит также от сложения, приемов обработки, структурности, внесения извести.
Вычисляют наименьшую влагоемкость послойно для каждых 10 см в процентах от объема почвы, поэтому необходимо определять объемный вес почвы. Если наименьшая влагоемкость составляет 70-80% общей порозности, то это считается благоприятным для сельскохозяйственных культур, при 80-90% - посредственным, а свыше 90% - неудовлетворительным из-за недостаточного содержания воздуха.
