Вимірювання вологості повітря ґрунту заморозків. Спосіб визначення вологості ґрунту
Вологість грунту. ВЧИМОСЯ ВИМІРАТИ ВОЛОГІСТЬ ҐРУНТУ
ВОЛОГОЄМНІСТЬ ҐРУНТУ
У статті про засолення ґрунту ми писали про водних режимах. Їх легко зрозуміти, але вони ніяк не допоможуть розрахувати норму полі-ва. Для цього доведеться познайомитися з поняттями «вологість» і «вологоємність» ґрунту.
Але для початку розглянемо будову ґрунту. По-перше, вона складається з твердих частинок та пор. До перших відносяться пісок, глина, гумус – все, що не є рідиною чи газом. А порожнечі, що знаходяться між цими твердими частинками, називаються порами. Ці пори заповнюються газами (повітрям) чи водою. В середньому, оптимальне відношення:50% тверда фаза до 50% порів.Дуже важливий і розмір цих пір.Найменші пори формують разом «тунелі» дляводи – капіляри. Це дужеважлива частина ґрунту, так яккапілярам може підніматисявода з глибших горизонтов. Вважається, що коренева зонаможе зволожуватися ґрунтовимиводами, якщо вони знаходяться наглибині не більше 3 м. Тоді вологаз цих горизонтів і піднімаєтьсявгору по капілярах. Крім того,при пересиханні ґрунту, за рахунокповерхневих сил, вода можеутримуватися в цих сосукрыша, не дозволяючи грунтувисохнути занадтошвидко. Вологість грунту - це відсоткове співвідношення всієї ґрунтової вологи до сухого грунту. Тобто,вологість ґрунту 20% означає, що на 100 г повністю сухого ґрунту доводиться20 г вологи (або 120 г грунту на вашому полі 20 г вологи). Дуже важливо запам'ятати, що для обчислень береться саме сухий ґрунт, а не вологий. Наприклад, молоко, жирністю 4% означає, що 4 г жиру знаходиться на 100 г цільного молока, а не знежиреного (якого, відповідно, 96 г). Тоді як вологість ґрунту 4% - це 4 г вологи та 100 г сухого ґрунту (або 104 г ґрунту з вологістю 4%).
Вологомісткість ґрунту - це максимальна кількість вологи, яку ґрунт може в собі утримати. Розрізняють кілька вологоємностей: ПВ (повна вологоємність) - максимальна кількість води, яка може уміститися у всіх порах ґрунту. По суті це повністю залите поле. У цьому випадку кількість повітря в порожнечі дорівнює нулю, така ситуація на полі вкрай небажана.
Але найважливіший показник - це найменша вологоємність (НВ), знаючи значення якої, найзручніше визначати необхідність поливу. Це та кількість вологи, яку ґрунт здатний «активно» утримувати за допомогою різних сил (адсорбція, хімічні зв'язки, гідроколоїди, капіляри тощо). Якщо простіше, то найменша вологоємність досягається тоді, коли після повного насичення грунту водою стікає зайва волога, яка грунтом активно не утримується (вода з великих пор).
Тому оптимальну вологість грунту і зручніше виражати у відсотках НВ. Цей показник показує не тільки вміст вологи на Вашій ділянці, але її форму. Вільна гравітаційна волога недоступна рослинам, а лише шкодить їм. Занадто висока НВ (85% і більше) придатна для розвитку рослин, але підвищує ризик розвитку кореневих захворювань.
Як правило, 100% НВ досягається при вологості ґрунту від 20% (легкі ґрунти) до 40% (суглинисті ґрунти). Іншими словами, якщо у вас супіщаний ґрунт, то оптимальні для більшості культур 75% НВ досягається при вологості ґрунту 15%, якщо ж важкий – аж до 30%.
Вологомісткість - досить стабільний показник. Якщо в грунті не відбувається кардинальних змін (як, наприклад, з тепличним субстратом, де створюється інтенсивний агрофон, вносяться органічні добрива, торф, меліоранти), то цей параметр достатньо вимірювати раз на кілька років. Він потрібен для того, щоб правильно використовувати результати вимірювання вологості ґрунту.
Наприклад, якщо НВ 30%, а вологість грунту 21%, то цю вологість грунту можна виразити як 70% нормальної вологоємності.
Це можна виразити як: щоб заповнити ящик плодами на 60%, спочатку нам потрібно дізнатися ємність цього ящика (дізнатися НВ ґрунту). Наступний крок - нам потрібно зважити плоди, які вже знаходяться в ящику (вологість ґрунту). При цьому в тому самому вигляді ящиків кількість плодів може бути різне (досить один раз дізнатися НВ свого грунту, вологість змінюється постійно). І ось, якщо ми знаємо, що в ящику ємністю 10 кг знаходиться 3,5 кг плодів, то він заповнений на 35%, значить, нам потрібно доповісти 2,5 кг плодів. Підіб'ємо перші підсумки. Щоб навчитися поливати рослини правильно, необхідно:
Визначити спосіб, яким буде вимірюватися вологість грунту (одноразово);
Виміряти щільність, потім НВ свого ґрунту (одноразово);
Вимірювати вологість свого ґрунту (регулярно);
Перевести вологість ґрунту в % від НВ.
Слідкувати, щоб вологість ґрунту не виходила за певні рамки. Наприклад, не була нижчою за 60% НВ та вище 80% НВ. Тобто починати полив потрібно при 60% НВ.
ЯК ВИМІРАТИ ВЛАГОЄМНІСТЬ ГРУНТУ?
Найменша вологоємність грунту спостерігається, коли після рясного зволоження (або затоплення) вся зайва волога йде в глибокі горизонти. Тому в польових умовах цей параметр можна вимірювати при заляганні ґрунтових вод глибше 3 м, інакше вони постійно насичуватимуть ґрунт новими порціями вологи.
Провесною, коли грунт наповнений талими водами, вибирають типовий ділянку поля (1,5x1,5 м), який накривають плівкою і соломою, щоб запобігти випаровування вологи. На зрошуваних землях аналіз можна проводити після рясного поливу. Існує і третій варіант - створення невеликої ділянки затоплення. Для цього обрана ділянка оточується земляними валами (земля береться далеко від майданчика, щоб не порушувати рельєф поля), дерев'яними або залізними рамами. Для промочування ґрунту потрібно використовувати 200 л води на квадратний метр, якщо ґрунти легкі, до 300 - на суглинистих. Там, куди буде наливатись вода, потрібно покласти фанерку, щоб не розмивати ґрунт струменем. Воду потрібно вливати порційно, щоб її шар був висотою не більше 5 см. Наступну порцію подають після того, як попередня вбереться.
У всіх трьох випадках землю накривають клейонкою та соломою. Через добу, три доби, а на суглинних грунтах і через 10 діб відбирають зразки грунту через кожні 10 см (0-10, 10-20, 20-30 ...) і вимірюють вологість зразків. Отримані дані називають НВ1, НВЗ та НВ10 відповідно. На супіщаних ґрунтах найоптимальніший параметр - НВЗ, на важких - НВ10. НВ1 актуальний там, де надлишки вологи стічуть вже протягом доби (зміст піску близький до 100%, велика кількість крупнозернистої фракції).
Показником найменшої вологоємності буде вологість зразка. Тобто, якщо на 100 г висушеного в термостаті ґрунту в зразку доведеться 27 г води, значить, 100% НВ відповідає 27% вологості ґрунту.
ВИМІР ВОЛОГІ ґрунту
Найточнішим методом, який використовують і лабораторії, вважається термостатно-ваговий. Він дуже простий і використовує всього три види обладнання: ваги, термостат і бур, який може замінюватися лопаткою. Термоста може послужити практично будь-яка піч, духовка або котел, і градусник. Мінус цього методу очевидний - дізнатися вологість ґрунту можна тільки через 2-3 дні з моменту відбору проби, тому визначити таким чином необхідність поливу буде вкрай складно. Але інші методи вимірюють не вологість ґрунту, а інші її властивості, які залежать від вологості. Так, наприклад, електропровідність грунту залежить від концентрації ґрунтового розчину (наприклад, аналіз за допомогою приладу TDS-метра). З одного боку, вона вище, якщо менша вологість, з іншого ж - будь-яке внесення добрив сильно впливає на результат дослідження.
Визначившись, яким чином Ви плануєте регулярно вимірювати вологість ґрунту, для визначення НВ радиться використовувати як термостатно-ваговий метод, так і вибраний Вами прилад. Таким чином, Ви проведете своєрідне калібрування.
Розглянемо приклад. Якщо щільність Вашого грунту складатиме 1,1 г на кубічний сантиметр, згідно з термостатно-ваговим методом НВ грунту буде 30% його вологості, а згідно з оперативним методом - 25%, то помилка вимірювання складе 165 т води на га. . Тому, визначаючи вологість ґрунту обраним приладом, за 100% НВ потрібно буде приймати вологість ґрунту 25%.
Вимірювання вологості за допомогою електрикиських приладів найчастіше досліджує інші властивості ґрунту: опору, електропровідності, індуктивності і т.п.
Найширше поширення отримали прилади, які вимірюють діелектричні властивості грунту. Найчастіше професійний прилад важить кілька сотень грам, обладнаний спеціальним щупом. Після «уколу» грунту щупом, екран приладу показує її вологість у відсотках (через 3-5 секунд).
Існують і спрощені версії такого обладнання для приватного сектора. Прилад вартістю в 200-800 гривень може вимірювати вологість ґрунту (з точністю до 10%), його кислотне середовище, більше дорогі моделі- температуру ґрунту. Стограмове водства східних країн навіть не завжди показує цифри, деякі моделі обмежуються шка-лами, як грунт «дуже сухий» і т.п. Робити великі ставки на таку електроніку не варто – у неї навіть не завжди є можливість калібрування. Існують у продажу і міні-модулі, які можуть бути частиною системи для бюджетної системи автоматизації (наприклад, Ardunino).
ТЕНЗІОМЕТРИ
Метод вимірювання вологості тензіометром заснований на зміні тиску всередині трубки приладу. Прилад складається з вакуумної керамічної трубки і вакуумного манометра (прилад для вимірювання тиску).
Перед використанням тензіометр заряджається - занурюється у воду до повного насичення керамічної трубки. Після цього він розміщується в полі (заглиблюється в ґрунт). Рекомендується використовувати два тензіометри, для різної глибини (наприклад, для 20 і 40 см). Чим сухішим стає ґрунт, тим сильніше він "витягує" воду з вакуумної трубки приладу, внаслідок чого тиск у ній падає. Другий елемент тензіометра - вакуумний манометр вимірює це падіння. Ці дані вже за допомогою спеціальних таблиць переводять у фактичну вологість грунту.
Так як прилад фіксує падіння тиску, то стрілка відхиляється в мінусову сторону (нижче за нуль). Чим далі вона відходить від нульової позначки, тим нижче вологість грунту. Без таблиць використовувати дані приладу не можна,оскільки за повної волого ємності стрілка може бути від - 10 сантибар (примітка: сантибар - 0,01 бар) на важких грунтах до - 40 сантибар на легких, Потрібно враховувати вплив інших чинників, зокрема , температури ґрунту.
ТАК СКІЛЬКИ Ж ПОЛИВАТИ?
Останнє, що нам потрібно зробити – розрахувати норму поливу. Для цього можна використовувати прилади, які є в наявності (поливати доти, доки прилад не зафіксує потрібну нам вологість ґрунту) або розраховувати норму математичним методом.
Тут усе трохи складніше. Перше, що нам потрібно дізнатися - питома вага сухого ґрунту (маса 1 см 3 ґрунту в грамах або 1 м 3 у тоннах), його також називають щільністю. Але для цього не підійдуть наші зразки - їх обсяг буде порушений при сушінні. Найпростіше дізнатися питому вагу з таблиць, оскільки цей параметр не дуже мінливий і найбільше залежить від гранулометричного складу грунту. Звичайно, розпушування знижує її питому вагу, але на норму поливу це не вплине.
Якщо ми знаємо, що до нашого ящика потрібно доповісти плодів на 25% його місткості, то ми множимо цю місткість на 0,25 (10 кг % 0,25 = 2,5 кг). Аналогічно і із ґрунтом. Якщо Вам потрібно збільшити вологість ґрунту на 10%, то Вам потрібно помножити її масу на 0,1.
Щоб дізнатися масу ґрунту на Вашій ділянці, потрібно її площу квадратних метрахпомножити на 0,3 (коренева зона – це 30 см або 0,3 м) та помножити на питому вагу.
Для гектара це буде 10 000 м 2 х 0,3 м = 3000 м3.
Якщо 1 м 3 фунта важить 1,1 т, то нам потрібно зволожити: 3000 м 3 х 1,1 т/м 3 = 3,3 тис. т ґрунту. Тоді норма поливу (10% цієї цифри) складе 330 м 3 .
Ну і найпростіший спосіб визначення вологості грунту - її потрібно стиснути в руці. Якщо крізь пальці не почала проникати вода, але, розтиснувши долоню, грунт залишається в грудці - це задовільна вологість. Незабаром доведеться поливати. Скільки потрібно полити? Цей метод не відповість на такі запитання.
Щоб вимірювати вологість ґрунту термостатно-ваговим методом, потрібно зробити наступні операції:
Підготувати жароміцний посуд для зразків. У лабораторних умовах для цього використовують алюмінієві бюкси із притертими кришками. І бюкс. та кришка мають свій номер, який записується, щоб зберегти точність аналізу. Посуд має бути чистою, попередньо зваженою з максимальною точністю (бюкс з кришкою разом) - маса 1. Тут доведеться або використовувати точні ваги (згідно з методикою, ваги повинні зважувати до 0,01 г, але підійдуть і з точно -стю до 0,1 г). Якщо немає можливості скористатися такою вагою, на аналіз відбирають більше ґрунту, але тоді і сушити його доведеться довше.
Відібрати пробу ґрунту за допомогою бура або лопатки. Помістити їх у приготований посуд половину обсягу (до 2/3).
Зважити посуд, кришку та ґрунт разом – маса 2.
Поставити їх на сушіння при температурі 100-105 ° С, поки вага бюкса не перестане змінюватися. Так дізнаємось масу 3.
Перед останнім зважуванням закрити посуд кришкою і дати їй охолонути в щільно закритій шафці.
Сушіння дозволяє дізнатися, скільки води було в зразку грунту (маса 2 мінус маса 3) і вага сухого грунту (маса 3 мінус маса 1). Масу води ділять на масу сухого ґрунту і розумно-жають на 100% - так дізнаються вологість ґрунту в момент відбору проби.
Вода у ґрунті має величезне та різнобічне значення. З наявністю води у ґрунті, її кількістю та якістю пов'язані умови проростання рослин, діяльність мікроорганізмів, процеси ґрунтоутворення та вивітрювання.
Значення вологості грунту необхідне визначення загальних і доступних рослин запасів грунтової вологи, вологоємності грунтів, раціональних поливних норм, і навіть утримання повітря у грунті тощо.
Проби ґрунту для визначення вологості відбираються зі свердловини за допомогою бура по генетичних горизонтах або пошарово через кожні 10 см на глибину, залежно від цілей дослідження. Проби беруться в 3-5-кратної повторності.
У найпотужніших шарах ґрунту проби можна брати і по 20-сантиметрових шарах. Відбирати та аналізувати ґрунтові зразки при визначенні водно-фізичних властивостей ґрунту відповідно до генетичних горизонтів необхідно тому, що всі властивості ґрунту, у тому числі й водно-фізичні, суттєво, а іноді і різко змінюються при переході від одного горизонту до іншого.
Зразок запису визначення вологості ґрунту
|
Глибина чи горизонт |
Повторність |
Вага порожнього бюкса |
Вага бюкса з вологим ґрунтом |
Вага бюкса із сухим грунтом |
Вага сухого ґрунту А |
Вага води В |
Вологість, % |
Середня вологість, % |
|
|
0--10 Гор. А |
|||||||||
Бур занурюють у ґрунт до відповідної мітки, що позначає цю глибину. Після цього роблять один оберт бура навколо осі, щоб відірвати стовпчик ґрунту, укладений у порожнині бура, від нижчого шару. Потім бур обережно виймають. Зразок ґрунту вибирається ножем з нижньої частини бура в попередньо зважений сухий алюмінієвий стаканчик - бюкс. Насипають ґрунт приблизно на 1/3 від об'єму. Бюкс негайно закривається кришкою і забирається в тінь, щоб уникнути втрати вологи до зважування. У лабораторії бюкси з вологим ґрунтом зважують з точністю до 0,01 г, сушать у сушильній шафі при температурі 105°С протягом 6-8 годин, потім виймають із шафи, негайно закривають кришками, охолоджують і знову зважують. У польовому щоденнику записують час, місце та номер свердловини або повторність, варіант, ґрунтову різницю, глибину взяття, номери бюксів та загальну кількість взятих проб.
Розрахунок вологості ведеться за формулою
а = В/А 100 (з точністю до 0,1%).
1.2; 2.1.2; 2.2; 3.1.2; 3.2
1.2; 2.2; 3.2; Додаток 1
1.2; 2.2; 3.2
6. Обмеження терміну дії знято за протоколом N 4-93 Міждержавної ради зі стандартизації, метрології та сертифікації (ІВД 4-94)
7. ПЕРЕВИДАННЯ. Грудень 2005
Цей стандарт поширюється на некам'янисті грунти, тобто. грунти, в яких масова частка часток більша за 3 мм не перевищує 0,5%, і встановлює методи визначення вологості, максимальної гігроскопічної вологості та вологості сталого зав'янення рослин.
1. МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГИ ґрунту
Сутність методу полягає у визначенні втрати вологи при висушуванні ґрунту.
вологості | |||||||
1.1. Метод відбору проб
1.1.1. Відбір, упаковка, транспортування та зберігання ґрунтових проб - за ГОСТ 17.4.3.01, ГОСТ 17.4.4.02, ГОСТ 12071, для агрохімічних досліджень - за ГОСТ 28168.
1.1.2. Пробу, що надійшла на аналіз, ретельно перемішують. Методом квартування з неї відбирають дві аналітичні проби масою 15-50 г кожна (що нижча вологість, тим більша маса проби).
1.2. Апаратура, матеріали та реактиви
Терези лабораторні 4-го класу точності з найбільшою межею зважування 100 г за ГОСТ 24104*.
________________
ГОСТ 24104-2001 (тут і надалі).
Гірі аналітичні 2-го класу точності за ГОСТ 7328*.
________________
* З 1 липня 2002 р. введено в дію ГОСТ 7328-2001.
Стаканчики вагові алюмінієві із кришками ВС-1.
Щипці тигельні.
Ексікатор виконання 2 згідно з ГОСТ 25336 із вставкою виконання 1 згідно з ГОСТ 9147 .
Шпатель ГОСТ 9147 .
Годинникове скло.
Олівець восковий.
Вазелін технічний.
1.3. Підготовка до аналізу
1.3.1. Підготовку ваг, сушильної шафи, вагових стаканчиків та ексікатора виконують згідно з додатком 1.
1.3.2. Чисті пронумеровані склянки ВС-1 сушать у шафі при температурі (105±2)°С протягом 1 години, виймають з шафи, охолоджують в ексикаторі з хлористим кальцієм і зважують з похибкою не більше 0,1 г.
1.4. Проведення аналізу
1.4.1. Аналітичні ґрунтові проби поміщають у пронумеровані, висушені та зважені стаканчики та закривають їх кришками.
1.4.2. Стаканчики та ґрунт у стаканчиках зважують з похибкою не більше 0,1 г.
1.4.3. Стаканчики відкривають і разом з кришками поміщають у нагріту сушильну шафу.
Ґрунт висушують до постійної маси при температурі:
(105±2)°С - всі ґрунти, за винятком загіпсованих;
(80±2)°С - загіпсовані ґрунти.
Час висушування до першого зважування:
незагіпсованих ґрунтів: піщаних – 3 год, інших – 5 год;
загіпсованих ґрунтів – 8 год.
Час наступного висушування:
піщаних ґрунтів - 1 год;
інших ґрунтів, у тому числі загіпсованих – 2 год.
1.4.4. Після кожного висушування склянки з ґрунтом закривають кришками, охолоджують в ексикаторі з хлористим кальцієм і зважують з похибкою не більше 0,1 г. Якщо зважування виробляють не пізніше 30 хв після висушування, можна охолоджувати закриті склянки на відкритому повітрі без ексикатора. Висушування та зважування припиняють, якщо різниця між повторними зважуваннями не перевищує 0,2 г. Ґрунти з високим вмістом органічної речовиниможуть при повторних зважуваннях мати більшу масу, ніж за попередніх, через окислення органічної речовини при висушуванні. У разі для розрахунків слід брати найменшу масу.
1.5. Опрацювання результатів
1.5.1. Масове відношення вологи в ґрунті () у відсотках обчислюють за формулою
де - маса вологого ґрунту зі стаканчиком та кришкою, г;
- маса висушеного ґрунту зі стаканчиком та кришкою, г;
- маса порожньої склянки з кришкою, р.
За результат аналізу приймають середнє арифметичне значення двох паралельних визначень. Обчислення проводять до другого десяткового знака з наступним заокругленням результату до першого десяткового знака.
1.5.2. Допустимі відносні відхилення результатів паралельних визначень від їх середнього арифметичного при довірчій ймовірності =0,95 становлять, % від вимірюваної величини:
вологості | |||||||
2. МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ МАКСИМАЛЬНОЇ ГІГРОСКОПІЧНОЇ ВОЛОГИ ҐРУНТУ
Сутність методу полягає в насиченні ґрунту пароподібною вологою з подальшим визначенням вологості ґрунту.
Граничне значення сумарної відносної похибки методу при довірчій ймовірності =0,95 становить % від вимірюваної величини:
максимальною | гігроскопічній | вологості | |||||||
2.1. Метод відбору проб
2.1.1. Відбір проб – за п.1.1.1.
2.1.2. З проби, що надійшла на аналіз, пінцетом видаляють великі рослинні залишки (стебла, дернину, велике коріння тощо). Ґрунт висушують на відкритому повітрі до повітряно-сухого стану, подрібнюють вручну у ступці за ГОСТ 9147 товкачем з гумовим наконечником. Мінеральний ґрунт допускається подрібнювати на спеціальних млинах.
2.1.3. Подрібнений ґрунт просіюють через сито по НТД:
мінеральну через сито з отворами діаметром 1 мм, торф'яну – 2 мм.
2.1.4. З подрібненого та просіяного ґрунту методом квартування відбирають дві аналітичні проби масою 5-15 г кожна.
2.2. Апаратура, матеріали та реактиви
Шафа сушильна з регулятором температури від 80 до 105°З похибкою регулювання до 2°С.
ГОСТ 24104.
Ексікатор виконання 2 згідно з ГОСТ 25336 із вставкою виконання 1 згідно з ГОСТ 9147 .
Склянки скляні для зважування з кришками типу СН за ГОСТ 25336 .
Калька або пергаментний папір, поліетиленова плівка.
Вазелін технічний.
Калій сірчанокислий за ГОСТ 4145, ч.д.а.
Вода дистильована за ГОСТ 6709.
Кальцій хлористий технічний.
2.3. Підготовка до аналізу
2.3.1.Підготовка ексикатора з насиченим розчином сірчанокислого калію
В ексикатор заливають дистильовану воду, підігріту до (40±5)°З шаром, рівним висоти від дна ексикатора до фарфорової вставки. Насипають і розчиняють при перемішуванні сірчанокислий калій, поки на дні ексикатора не з'являться кристали сірчанокислого калію, що не розчиняються.
2.3.2. Підготовка скляних стаканчиків із кришками
Чисті пронумеровані стаканчики сушать у шафі, охолоджують в ексикаторі з хлористим кальцієм та зважують з похибкою до 0,001 г.
2.4. Проведення аналізу
2.4.1. Аналітичні проби, відібрані за пп.2.1.1-2.1.4, поміщають попередньо пронумеровані, висушені і зважені стаканчики, підбираючи діаметр стаканчиків таким чином, щоб шар грунту в них не перевищував 4 мм.
2.4.2. Стаканчики з ґрунтом без кришок поміщають в ексикатор з насиченим розчином сірчанокислого калію для насичення ґрунту парами води. Кришку ексикатора закривають герметично, домагаючись дзеркального блиску поверхні шліфів, як зазначено в п.3 додатка 1. Для запобігання конденсації парів води при різких коливаннях температури в приміщенні ексікатор поміщають в теплоінерційний захист (ковдра, пінопластова оболонка та ін.) Допускається насичення ґрунту у вакуумних ексікаторах або у вакуумних шафах.
2.4.3. Перше зважування стаканчиків із ґрунтом виробляють через 15 діб після початку насичення. Для цього відкривають ексикатор, закривають склянки з ґрунтом кришками і зважують їх з похибкою не більше 0,001 г. Потім кришки знімають і склянки з ґрунтом знову поміщають в ексикатор з розчином сірчанокислого калію для додаткового насичення, виконуючи вимоги п.2.4.2.
2.4.4. Повторні зважування виробляють кожні 5 днів. Насичення ґрунту вологою вважають закінченим, якщо різниця мас при повторних зважуваннях становить трохи більше 0,005 р.
2.4.5. Після закінчення насичення визначають вологість ґрунту за п.1.4, але при цьому зважування виробляють з похибкою трохи більше 0,001 р.
2.5. Опрацювання результатів
2.5.1. Максимальну гігроскопічну вологість у відсотках обчислюють за п.1.5.1.
За результат аналізу приймають середнє арифметичне значення двох паралельних визначень. Обчислення проводять до третього десяткового знака з наступним заокругленням результату до другого десяткового знака.
2.5.2. Допустимі відносні відхилення результатів паралельних визначень від їх середнього арифметичного при довірчій ймовірності =0,95 становлять, % від вимірюваної величини:
максимальною | гігроскопічній | вологості | |||||||
3. МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГИ СТІЙКОГО ЗАВ'ЯДЕННЯ РОСЛИН
Сутність методу полягає у вирощуванні рослин методом вегетаційних мініатюр, зниженні запасів вологи у ґрунті до стійкої втрати листям рослин тургору та визначенні вологості ґрунту.
Граничне значення сумарної відносної похибки методу при довірчій ймовірності =0,95 становить % від вимірюваної величини:
вологості | стійкого | зав'ядання | ||||||
3.1. Метод відбору проб
3.1.1. Відбір проб – за п.1.1.1. Підготовка проби – за п.2.1.2.
3.1.2. Ґрунт подрібнюють вручну у ступці за ГОСТ 9147 маточкою з гумовим наконечником і просіюють через сито по ГОСТ 214 з отворами діаметром 3 мм.
3.1.3. У просіяному ґрунті визначають вологість у відсотках за пп.1.1.2-1.5.2.
3.1.4. Методом квартування відбирають дві проби ґрунту. Масу проби вологого ґрунту () у грамах обчислюють за формулою
де – вологість ґрунту, %.
3.2. Апаратура, матеріали та реактиви
Склянки скляні місткістю 200 см, типу, виконання 1 або 2 за ГОСТ 25336 .
Установка денного світла, що забезпечує освітленість майданчика 5000 лк.
Психрометр аспіраційний.
Кювета з крупнозернистим піском.
Циліндри мірні місткістю 100 і 250 см за ГОСТ 1770 .
Ексікатор виконання 2 згідно з ГОСТ 25336 із вставкою виконання 1 згідно з ГОСТ 9147 .
Терези лабораторні 2-го класу точності з найбільшою межею зважування 200 г за ГОСТ 24104 .
Калька або поліетиленова плівка.
Амоній фосфорнокислий однозаміщений за ГОСТ 3771, ч.д.а.
Амоній азотнокислий за ГОСТ 22867, ч.д.а.
Калій азотнокислий за ГОСТ 4217, ч.д.а.
Вода дистильована за ГОСТ 6709.
3.3. Підготовка до аналізу
3.3.1. Готують розчин живильної суміші з розрахунку 50 см на одну склянку. Приготування поживної суміші здійснюється розчиненням у 5 дм води наступних солей:
амонію фосфорнокислого однозаміщеного – 2,03 г;
амонію азотнокислого – 3,88 г;
калію азотнокислого – 2,68 г.
3.3.2. З кальки вирізають кружки за розміром склянки для запобігання випаровування з поверхні ґрунту.
3.3.3. Відбирають для посіву насіння ячменю, вівса або бавовнику зі схожістю не менше 95% (насіння 1-го класу за ГОСТ 10469*, ГОСТ 10470*, ГОСТ 5895). У районах бавовносіяння для вирощування використовують насіння бавовнику, у решті - ячменю або вівса.
________________
* На території Російської Федераціїдіє ГОСТ Р 52325-2005.
3.3.4. Для пророщування насіння беруть кювету, наповнену рясно зволоженим піском. Зволоження піску роблять настільки, щоб при нахилі кювети на поверхні виступала вода. Насіння укладають рівномірно, накриваючи листом паперу, і ставлять у приміщення з температурою (20±2)°С. Допускаються способи пророщування насіння, встановлені ГОСТ 12038. Хід проростання насіння контролюють щодня.
3.4. Проведення аналізу
3.4.1. Грунт, відібраний для аналізу за п.3.1.4, засипають у скляні склянки місткістю 200 см. Легким постукуванням дна склянки об поверхню стола або шпателя об стінки склянки добиваються ущільнення ґрунту до об'єму 150 см. Якщо рівень ґрунту при засипанні його в , аналіз проводять без ущільнення
3.4.2. Вирощування рослин проводять при зволоженні, близькому до оптимального, що відповідає наступним значенням вологості ґрунту:
пісок, супісь - 10-15%;
легкий, середній суглинок – 15-25%;
важкий суглинок, глина – 25-35%.
Механічний склад ґрунту визначають за даними лабораторного аналізу; допускається візуальне визначення за методикою, наведеною у додатку 2.
Масу води () у грамах, необхідну для досягнення цього рівня зволоження, обчислюють за формулою
де - оптимальна вологість ґрунту, що відповідає зазначеним інтервалам та механічному складу ґрунту, %;
- вологість ґрунту, визначена за п.3.1.3, %.
Полив грунту до заданого рівня здійснюють спочатку живильною сумішшю по 50 см на склянку, а потім чистою водоюі контролюють по масі склянки із ґрунтом. Зважування виробляють із похибкою до 0,1 г.
3.4.3. Наглинене насіння з пророслим корінцем довжиною не більше половини зерна вибирають пінцетом і висаджують у зволожений грунт по 5 шт. на одну склянку. Насіння висаджують у попередньо зроблені пінцетом лунки на глибину близько 0,5 см, закриваючи ґрунтом. Після посадки насіння склянки закривають листом щільного паперу для запобігання швидкому висиханню поверхні ґрунту.
3.4.4. З появою сходів папір знімають і поміщають рослини в склянках під установку штучного освітленняз інтенсивністю висвітлення (5000±500) лк. У центрі установки лише на рівні травостою поміщають аспіраційний психрометр. Рослини вирощують при кімнатній температурі та тривалості освітлення 16 год на добу.
3.4.5. Щоденно виробляють контрольні зважування склянок з похибкою до 0,1 г. 1 р.
3.4.6. Після появи першого (у бавовнику першого справжнього) листа дві рослини з п'яти видаляють, залишаючи три найбільш розвинені.
3.4.7. Щодня вранці та в полуденні години проводять спостереження за станом рослин. Коли третій лист ячменю або вівса розвинеться до рівня другого, а у бавовнику настане фаза розгортання третього справжнього листа, в заготовлених за розміром склянки кружках з кальки прорізають отвори, в які вставляють рослини, а кружки з кальки укладають на поверхню ґрунту так, щоб краї кальки не торкалися паростків. Після цього на кружки насипають пісок рівним шаром завтовшки не менше 2 см.
3.4.8. Після засипання кружків піском припиняють контрольні зважування та полив. Як тільки під час спостереження будуть помічені рослини, у яких на всіх листках знижений тургор, їх переставляють в ексикатор, де вологість повітря близька до насичення. Ексікатор поміщають на ніч у теплоінерційний захист із допоміжних засобів (ковдра, пінопластова оболонка та ін.) для запобігання різким коливанням температури та конденсації парів води всередині ексикатора. Якщо до ранку рослина відновила тургор хоча б на одному аркуші, склянку повертають під установку штучного освітлення. Якщо до ранку тургор не відновився на жодному листі, то ґрунт у цій склянці досяг вологості стійкого зав'ядання і склянку того ж дня розбирають.
3.4.9. Рослини зрізають. Видаляють пісок, кальку та верхні 2 см ґрунти. Решту звільняють від коріння і визначають вологість грунту по разд.1, яка є вологістю стійкого зав'ядання рослин.
3.5. Опрацювання результатів
3.5.1. Вологість сталого зав'ядання рослин () у відсотках обчислюють за такою формулою п.1.5.1.
За результат аналізу приймають середнє арифметичне результати чотирьох паралельних визначень. Результат обчислюють у відсотках другого десяткового знака з наступним округленням до першого десяткового знака.
3.5.2. Допустимі відносні відхилення результатів паралельних визначень від їх середнього арифметичного при довірчій ймовірності =0,95 становлять, % від вимірюваної величини:
вологості | стійкого | зав'ядання | ||||||
ДОДАТОК 1 (довідкове). ПІДГОТОВКА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГИ Грунту
ДОДАТОК 1
Довідкове
1. Встановлення та регулювання ваг
Лабораторні ваги 4-го класу точності з найбільшою межею зважування 100 г за ГОСТ 24104 встановлюють за рівнем, потім встановлюють початок шкали, що відповідає 0,0 г. Правильність установки ваги та їх регулювання перевіряють гирями 2-го класу точності. Початок шкали, середина шкали, що відповідає 50,0 г, і кінець шкали, що відповідає 100,0 г, повинні збігатися з зазначеними поділами шкали з похибкою не більше 0,1 г. При розбіжності, що перевищує 0,1 г, збіги. Терези дозволяють працювати в інтервалах 0-100, 100-200, 200-300, 300-400 та 400-500 г. Зазначені вимоги повинні виконуватись у кожному з цих інтервалів.
2. Встановлення та регулювання сушильної шафи
Сушильний шафа включають в мережу, регулювальним пристроєм задають потрібну температуру відповідно до п.1.4.3 цього стандарту і витримують в робочому стані 1 год. Правильно відрегульована шафа підтримує задану температуру з похибкою не більше 2°С у всіх точках робочої камери.
3. Підготовка ексікатора
Чистий сухий ексікатор заповнюють прожареним хлористим кальцієм. Прожарювання виробляють у сковороді або іншому аналогічному посуді на газовому пальникуабо електричної плиткидо припинення виділення вологи. Виділення вологи контролюється візуально за запотіванням годинного скла, яке протягом 3-5 з тримають тигельними щипцями над хлористим кальцієм, що прожарюється.
Прожареним хлористим кальцієм заповнюють 2/3 об'єму нижньої частини ексикатора під фарфоровою вставкою. Шліфи ексикатора змащують технічним вазеліном до дзеркального блиску. На бічній стінці ексікатора зовні восковим олівцем ставлять дату прожарювання.
Періодично, у міру насичення хлористого кальцію вологою, прожарювання повторюють знову. Насичення реактиву вологою визначають візуально за характерним запливом граней, а також збільшення маси стаканчика з грунтом, що стояв у закритому ексикаторі.
ДОДАТОК 2 (довідкове). ВІЗУАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ МЕХАНІЧНОГО СКЛАДУ Грунту
ДОДАТОК 2
Довідкове
Беруть 3-4 г ґрунту та зволожують до стану густої пасти. Вода при цьому із ґрунту не віджимається. Добре розім'ятий і перемішаний в руках грунт розкочують на долоні в шнур товщиною близько 3 мм, потім згортають його в кільце діаметром приблизно 3 см.
Залежно від механічного складу ґрунту шнур при скочуванні набуває різного вигляду:
шнур не утворюється | Пісок; | |||
зачатки шнура | Супесь; | |||
шнур, що дробиться при скочуванні | Легкий суглинок; | |||
шнур суцільний, кільце, що розпадається при згортанні | Середній суглинок; | |||
шнур суцільний, кільце з тріщинами | Важкий суглинок; | |||
шнур суцільний, кільце стійке | ||||
Електронний текст документа
підготовлений АТ "Кодекс" та звірений за:
офіційне видання
М: Стандартінформ, 2006
Водні властивості ґрунту. Методи визначення вологості ґрунту
До основних водних властивостей грунту відносять його водопроникність, водоутримуючу та водопідйомну здатність.
Водопроникністю ґрунту прийнято називати здатність ґрунту вбирати і пропускати через себе воду з верхніх її горизонтів у нижні. Її можна поділити на дві стадії. Перша стадія прийнято називати вбиранняі проявляється у більш сухих ґрунтах, коли вільні від вологи пори починають заповнюватися водою. Протягом періоду вбирання водопроникність ґрунту під лісом значно вища, ніж у ґрунті на відкритій місцевості, що пояснюється кращою структурою лісових ґрунтів. Із закінченням вбирання водопроникність лісових ґрунтів та прилеглих ґрунтів на відкритій місцевості вирівнюється.
Друга стадія представлена фільтруванням.Вона, як правило, проявляється під час опадів. У цей час у ґрунті, який вже повністю насичений водою, волога починає пересуватися під впливом сили тяжіння та градієнта напору.
Водопроникність залежить від механічного складу, вмісту перегною та оструктуреності ґрунтів. Інтенсивність водопроникності грунту залежить від розміру та кількості пір.
Розміщено на реф.рф
Легкі піщані і супіщані ґрунти, що мають велику кількість великих пір, завжди відрізняються високою водопроникністю.
Водоутримуюча здатність - це здатність утримувати у своїх порах воду. Для характеристики водоутримуючої здатності ґрунту введено поняття його вологоємності. Вологомісткістю називають найбільшу кількість води, що може утримувати грунт за допомогою тих чи інших сил. Зазвичай вона виявляється у відсотках від маси сухого ґрунту. Одним із факторів водоутримуючої здатності ґрунтів є властивість ґрунтових частинок сорбувати на своїй поверхні пароподібну вологу. Така здатність ґрунту отримала назву гігроскопічності, а сама пароподібна волога, яка утримується на поверхні твердої фази – гігроскопічна.
Величина гігроскопічної вологості залежить від питомої поверхні ґрунту, вмісту в ньому гумусу, складу обмінних основ і складу мінералів. Чим вище вологість повітря, тим більша гігроскопічність ґрунту. Гігроскопічність збільшується з підвищенням гумусованості ґрунту та ємності поглинання катіонів.
Максимальна гігроскопічна вологість (МГВ)- Це найбільша кількість вологи, тобто абсолютно сухий грунт може поглинути з повітря, майже повністю насиченого парами (з відносною вологістю 100%). МГВ є дуже важливим показником, тому що за його допомогою можна розрахувати вологість стійкого в'янення рослині відповідно запаси важкодоступної вологи у ґрунті.
При відносній вологості повітря понад 80% сорбція водяної пари супроводжується конденсацією вологи на стиках між частинками ґрунту, що відбувається через нижчу пружність водяної пари над увігнутою поверхнею. З цієї причини ґрунт, насичений до максимальної гігроскопічної вологості, при дотику до води зберігає здатність притягувати її нові порції. Така волога, що конденсується на увігнутих поверхнях і утримується грунтом із меншою силою, прийнято називати рихлозв'язаною водою.
Найбільша кількість міцно-зв'язної вологи, яка може утримуватися на поверхні ґрунтових частинок за допомогою сорбційних сил, характеризується максимальною адсорбційною вологоємністю (МАВ).Цей вид вологоємності зазвичай на 30-40% менший, ніж максимальна гігроскопічна вологість.
Найбільше рихлозв'язаної води, Ѹᴏᴛᴏᴩᴏᴇ грунт може утримати за допомогою сил молекулярного тяжіння, прийнято називати максимальною молекулярною вологоємністю (ММВ). У піщаних ґрунтів ММВ не перевищує 5-7%, а товщина плівки навколо ґрунтових частинок становить кілька десятків молекул. У глинистих ґрунтів ММВ може досягати 25-30%, однак у них через менший діаметр пор пор рихлозв'язаної води повинна бути значно тоншою.
Повна вологоємність (ПВ)прийнято називати найбільшу кількість води, що може поглинути грунт при повному заповненні всіх його пір.
Розміщено на реф.рф
У такому стані грунт може бути довгий час лише в тому випадку, якщо волога у великих некапілярних порах підпирається знизу грунтовими водами. Якщо цього не відбувається, то гравітаційні води стікають під впливом сили тяжіння вниз. У цьому випадку ґрунт переходить у стан зволоження, званий найменшою (НВ) або гранично-польовою вологоємністю.
Спостерігається у горизонті ґрунтових вод, а також за надмірного зволоження її поливними водами або дощами зливового характеру.
Оптимальною вологістюбільшість сільськогосподарських рослин умовно прийнято вважати вологість, приблизно рівну 50% повної вологоємності грунту.
Найменша (НВ) або гранично-польова вологоємність (ППВ)- Це найбільша кількість вологи, що може утримувати грунт після стікання гравітаційної води за відсутності шаруватості грунту і глибокому заляганні грунтових вод. У добре оструктурених важких ґрунтах значення даного показника становить 30-35% від маси сухого ґрунту, у піщаних ґрунтах - 10-15%.
Найбільша кількість капілярно-підпертої вологи, що може утримати грунт над рівнем грунтових вод прийнято називати капілярною вологоємністю (КВ).Ця вологоємність залежить від кількості капілярних пір та глибини залягання ґрунтових вод. Чим ближче до ґрунту розташовуються грунтові водитим вище її капілярна вологоємність.
Усі види вологоємності залежить від механічного складу, змісту перегною, структурності грунту. Ґрунти глинисті, структурні, з більш високим вмістом перегною більш вологоємки, ніж ґрунти піщані, супіщані, де менше перегною, гірша структура і легший механічний склад.
Водопідйомна здатність - це властивість ґрунту піднімати вологу по капілярних порах із нижніх шарів у верхні. Найбільш інтенсивно вода пересувається рахунок капілярних сил у порах, діаметр яких у межах 0,1-0,003 мм. Зі збільшенням діаметра пор швидкість підняття води збільшується, проте висота її підйому падає. Пори, розмір яких менше 0,003 мм, як правило, заповнені пов'язаною плівковою вологою і в них висота та швидкість підйому води помітно знижуються. Вода у таких порах пересувається як плівкова. Капілярні сили починають виявлятися у порах діаметром менше 8 мм. Найбільшу капілярну силу мають пори розміром від 100 до 3 мкм (мікрон).
Вологість ґрунту поділяють на абсолютну та відносну.
Абсолютна вологість - це загальна кількість води у ґрунті, виражена у відсотках по відношенню до маси ґрунту.
Відносна вологість- відношення абсолютної вологості даного ґрунту до його гранично-польової вологоємності.
За відносною та абсолютною вологістю ґрунту визначають доступність ґрунтової вологи культурним рослинам.
Вологість зав'ядання рослин - вологість ґрунту, при якій у рослин з'являються ознаки зав'ядання, що не зникають при приміщенні рослин в атмосферу, насичену водяними парами, тобто нижня межа доступності рослинам вологи. Знаючи абсолютну вологість та вологість зав'ядання рослин, можна розрахувати запас продуктивної вологи.
Продуктивна (активна) волога – кількість води понад вологість зав'ядання, використовувана рослинами для створення врожаю. Так, якщо абсолютна вологість даного грунту в орному шарі становить 43%, а вологість зав'ядання - 13%, то запас продуктивної вологи дорівнює 30%. Для зручності визначення кількість продуктивної вологи виражають у міліметрах водяного стовпа. У такому вигляді продуктивну вологу легше порівнювати з кількістю опадів. Кожен міліметр води площі 1 га відповідає 10 т води.
Водні властивості ґрунту. Методи визначення вологості ґрунту - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Водні властивості ґрунту. Методи визначення вологості ґрунту" 2017, 2018.
Вологість ґрунту - це вміст у ґрунті вологиу трьох станах (твердому, рідкому та газоподібному). Вологість ґрунту виражається у відсотках від маси сухого ґрунту або від обсягу. Від цієї величини співвідношення, вологи та повітря у ґрунті, залежить переважно зростання та розвиток рослин.
Як визначити вологість ґрунту
Для визначення та розрахунку вологості ґрунту на дачній ділянціпотрібно взяти 20 грамів ґрунту, відміреного на технічних терезах з точністю до 0,1 грама, помістити в попередньо зважений металевий або фарфоровий стаканчик (або тигель, який можна купити в спеціальному магазині "Медична техніка") об'ємом 50 мілілітрів.
Поставити в духовку із температурою 100 градусів на 5-6 годин.
Найкраще оптимальне- використовувати сушильну шафу, але, як кажуть, через брак...
Висушений грунт зважте і розрахуйте вміст у ньому води за формулами:
Отримані результати допоможуть вам визначити потребу поливу.
Особливо треба зазначити таке. Гостра потреба у поливі виникає при зниженні вологості до рівня, при якому рослини починають в'янути. Такий рівень називається вологістю зав'ядання і залежить від виду рослин та властивостей ґрунту.
В середньому вологість зав'ядання становить:
У піщаних ґрунтах -1 -3 відсотки,
У супісках - 3-6, у суглинках - 6-15,
У глинах – 10-15,
У торф'яних ґрунтах - 50-60 відсотків.
Оптимальна вологість для рослин на піщаних та супіщаних ґрунтах – від 10 до 20 відсотків, на глинистих та суглинистих – 20-45.
