СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛОЖЕНИЯ ПАХОТНОГО СЛОЯ ГОРНЫХ ПОЧВ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/24 G01N5/04 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к земледелию, и может найти применение при оценке физических свойств почвы.

Известен способ определения сложения пахотного слоя почвы пикнометрическим методом, включающий определение массы абсолютно сухой почвы по весу вытесненной воды в пикнометре и определение объема твердой фазы с использованием показателей плотности почвы и воды. (Практикум по земледелию. Изд. 3-е, под ред. проф. С.А.Воробьева, М., издательство "Колос", 1969 г. - с. 42-45).

Недостатком способа является принятие капиллярной влагоемкости за постоянную величину, что дает условное распределение общей пористости на капиллярную и некапиллярную. Это снижает точность определения.

Наиболее близким техническим решением является способ определения сложения пахотного слоя, включающий определение пористости и объема абсолютно сухой почвы. (Практикум по земледелию /Б.А.Доспехов, И.В.Васильев, А.М.Туликов, 2-е изд., - М.: Агропромиздат, 1987 г. - с.19-27).

Способ неприемлем для горно-луговых почв. Это обусловлено высоким содержанием мелкой дресвы (щебенки, глинистых сланцев), имеющей плотность, резко отличающуюся от плотности почвы. По данному способу общая пористость определяется на основе весовых характеристик, объемной массы и плотности, их усреднение приводит к изменению соотношения между общей и капиллярной пористостью. В связи с тем, что некапиллярная пористость определяется по разности между общей и капиллярной пористостью, получаем отрицательную величину. Следовательно, способ не дает эффекта на горных почвах.

Цель изобретения - повышение точности определения соотношения объемов капиллярных и некапиллярных пор почвы.

Поставленная цель достигается осуществлением полного насыщения капиллярных пор с последующим насыщением некапиллярных пор и высушиванием патрона с почвой до абсолютно сухого состояния, а определение объема твердой фазы почвы ведут по разности объемов образца и общей пористости.

Способ заключается в следующем.

Для определения сложения пахотного слоя отбирают пробу почвы буром Качинского с ненарушенным состоянием. В лаборатории патрон ставят в специальную ванночку для капиллярного насыщения. Чтобы определить момент окончания насыщения патрон через 72 часа ежедневно взвешивают. После установления постоянной массы патрон с почвой снимают и взвешивают с точностью до 0,1 г. После взвешивания закрывают нижнюю крышку патрона осторожно производят заполнение всех пор, пока вода не начнет переливаться с верхней части патрона. После этого подачу воды на поверхность почвы прекращают. В таком положении патрон с почвой оставляют на 20-30 мин. За это время воздух, содержащийся в почве, полностью вытеснится водой. Если возникнет необходимость, то доливают дополнительное количество воды. Затем патрон с почвой насухо вытирают фильтровальной бумагой и взвешивают.

Разность между массой образца почвы после полного заполнения всех пор водой и массой после капиллярного насыщения составит объем некапиллярных пор.

Вес воды после полного заполнения всех пор водой приравнивается к объему общей пористости, так как известно, что 1 куб.см воды при 4^oC весит 1 г.

Для определения объема некапиллярных пор образец почвы высушивают до абсолютно сухого состояния. Тогда капиллярная пористость будет как разность между массой образца почвы после капиллярного насыщения и массой абсолютно сухой почвы в патроне.

Объем абсолютно сухой почвы определяют как разность между объемом патрона и объемом общей пористости.

Для получения сравнимых результатов объемов (куб.см) выражают в процентах к общему объему взятого в патроне образна. При этом объем патрона принимают за 100%.

Пример I.

Опыт проведен на посевах многолетних трав, слой почвы 0-10 см. Основные показатели строения (сложения) пахотного слоя почвы рассчитывают в следующей последовательности.

1. Определим объем образца почвы в патроне
V = π•D²/4•H, V = 3,14•5,8²/4•8,9 = 227 куб.см
D - диаметр режущей части патрона, см;
H - высота патрона, см.

2. Масса образца почвы с патроном после капиллярного насыщения (M), M = 476,4 г.

3. Масса образца почвы с патроном после полного насыщения (M₁), M₁ = 487,7 г.

4. Объем некапиллярных пор (V₁) = разность массы воды, ушедшей на заполнение всех пор (M₁), и массы после капиллярного насыщения (M), выраженной в %
V₁ = (M₁-M) / V • 100 = 11,3/227 • 100 = 4,99%.

5. Масса твердой фазы почвы (M₂) - разность между массой патрона с абсолютно сухой почвой (M₃) и массой пустого патрона (M₄=89)
M₂ = M₃ - M₄ = 389,4 - 89 = 300,4 г.

6. Пористость капиллярная V₂ = разность между массой патрона с почвой после капиллярного насыщения (M) и массой патрона с абсолютно сухой почвой (M₃) или в процентах к объему почвы
V₂ = (M - M₃) / V • 100 = 87 • 100/227 = 38,32%.

7. Общая пористость V₃ = сумма капиллярной и некапиллярной пористостей
V₃ = V₁ + V₂ = 4,99 + 38,32 = 43,31%.

8. Объем твердой фазы почвы (V₄) - разность между объемом патрона и общей пористостью
V₄ = V - V₃ = 100 - 43,31 = 56,69%.

Пример II.

Как и в первом примере, определяли сложение пахотного слоя на культуре картофеля. Результаты показали, что в известном способе получен отрицательный результат. В предлагаемом способе некапиллярная пористость составила 8,67%, тогда как в известном этот показатель равен минус - 6,86%.

Данные результатов сведены в таблицу, из которой следует, что в прилагаемом способе некапиллярная пористость варьирует от 2,89 до 8,67%, тогда как в прототипе получены отрицательные результаты.

Из таблицы видно, что сложение пахотного слоя почвы максимально приближается к фактическому при определении его данным способом.

Следовательно, в предлагаемом способе повышается точность определения, что обеспечивает возможность определения состояния возделываемых растений и повышения их продуктивности.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к земледелию, и может найти применение при оценке физических свойств почв. Техническим результатом является повышение точности определения соотношения объемов капиллярных и некапиллярных пор почвы. Для этого осуществляют полное насыщение капиллярных, а затем некапиллярных пор с последующим высушиванием патрона с почвой до абсолютно сухого состояния. Определение объема твердой фазы почвы ведут по разности объемов образца и общей пористости. 1 табл.

Способ определения сложения пахотного слоя горных почв, содержащий определение пористости и объема абсолютно сухой почвы, отличающийся тем, что осуществляют полное насыщение капиллярных пор с последующим насыщением некапиллярных пор и высушиванием патрона с почвой до абсолютно сухого состояния, а определение объема твердой фазы почвы ведут по разности объемов образца и общей пористости.