Способ оценки агрономической структуры почвы Советский патент 1992 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к почвоведению и может быть использовано при разработке систем земледелия, а также мер по охране почв.

Цель изобретения - расширение информативности способа,

Для осуществления способа необходимо отобрать в поле образцы ненарушенного сложения в гильзы прибора набухания и определить в них величину набухания, судя об окончании опыта по достижении влажности в пробах в размере 89-90% от полной влагоемкости, а также определить набухание этой же почвы после лабораторной подготовки образца, состоящей из высунгинания, растирания до крупностм 1 м, просеивания до определенно плотности. Об окончании набухания судят по достижении злакности 93 - 95Х от полной влагоемкостн.

Вычисляются эмпирические формулы зависимости набухания от пористости

и влажности почв п исходном, т.е. до набухания, состоянии и по ним получают выровненные значения набухания естественных структур, чтобы сравнение набухаемости растертых и ненарушенных проб вести в равнозначных диапазонах плотности и влажности почвы.

Вычисляется отношение набухающей способности растертых проб Vp к набуханию ненарушенной структуры V для равнозначных величин показатедей плотности и влажности почвы и путем сравнения с предложенными критериями делается оценка агрономической структуры почвы. При Фр /Vц Ј- 1,8 структура почвы относится к оптимальной Ъорме, а. пр:: т р / гн п ,4 - к плохой.

Метод основан на различном нлбумающей способности естественных почвон- . ных структур, зависяттпй от преобладающего типа структурных связей -

О СЛ

ЬЭ

00

гуляционных, конденсационных, переходных: наибольшее набухание характерно для коагуляционных структур, меньшее - для почв и пород с переходными связями, а полное отсутствие набухания - в случае конденсационных структурных связей. В такой же последовательности изменяются и агрономические, качества

ляет по высоте 0,01 мм за 2 суг. Она не может быть использована, так как в конденсированных глыбистых структурах приращение идет бесконечно. Это объясняется тем, что физический смысл набухания состоит в сольватации частиц почвы, а структуры с переходными связями являются неводостойкими и попочвенных структур от наилучшего (коа- о степенно теряют связь под действием гуллционные связи) до полной потери плодородия в монолитных породах с конденсационными связями. Следовательно, оценивая величину набухания ненарушенных образцов почв, возможно оценить 5 Равновесное проявление степени набухания наблюдается при влажности 99- 100% от максимального поглощения воды.

расклинивающего давления воды.

Объективным критерием для установления момента окончания опыта набухания моежт быть влажность. Полное или

и агрономические качества структуры (табл. 1). В качестве оценочного критерия предлагается использовать отношение набухания естественной структуры к набуханию растертых проб (Уц:Х р). 20 Как показано в табл. 1, V« от агрономической формы структуры зависит незначительно. Используя уравнения связи из табл. 1 и поправку на набухае- мость растертых проб25 26,4 (или 24,4 для уровн.2)т возможно дать агрооценку структуры различных почв - дерновот.одзолистых, серых, лесных и г.р. 30

Сам метод опрсдель:;ня степени набухания почв известен. Считается, что набухание почв связано с механическим, минералогическим и химическим составом, а также с начальной плотностью J5 и влажностью их. Зависимость же набухания от агрономического состояния структуры почв не рассматривалась.

При сравнении набухания естественных структур с набуханием растертых 40 проб возникает вопрос об установлении оптимального диапазона влажности, в котором наиболее эффективно сравнение степени набухания сравниваемых агрономических форм структуры почвы. При 15 этом важно, чтобы сравнение происходило в равновесном состоянии увлажнения

и степени набухания (равновесность процесса означает его устойчивое

состояние для данных показателей атмосферного давления и температуры). Время достижения равновесного состояния для разных структур различно (табл. 2), поэтому по времени момент равновесности набухания установить нельзя.

Существует также рекомендация о Моменте прекращения опыта по набуханию - когда приращение объема состав50

55

почвой.

1

Эта влажность заранее (до опыта) неизвестна, однако ее можно вычислить по результату проводимого опыта на основании следующей зависимости. В набухающей почве влага «е может заполнить всю пористость из-за наличия тупиковых пор, в которых остается за- . щемленный воздух. Его количество составляет 10,1% в среднем для ненарушенных почвенных структур (табл. 3). Следовательно , критерием окончания опыта по набуханию ненарушенных проб почв будет момент достижения влажности 90% (89,9) от полной влагоемкости набухающей почвы. Эта величина легко вычисляется по результатам опыта набухания. В растертых порошках почв набухание происходит очень быстро - на 1-2 (по времени) порядка быстрее, чем в ненарушенных пробах. При этом влага заполняет больший объем пор - 95% (табл. 3). Таким образом, верхним пределом влажности окончания опыта будет заполнение пор в размере 95% (94,6).

В табл. 4 приведено сопоставление показателей объема VH набухания Д и влажности 1 н набухающей дерново1- подзолистой плчвы, причем влажность выражена в процентах от общей пористости, время с взято от начала опыта. .Чтобы получить сравнимые результаты величины набухания (равновесные), для представленных форм структуры - моно- литных проб, с одной стороны, и оптимальных чгрономмчсскнх структур или растертых проб ПОЧБЫ, с другой, необходимо достижение различных показателей влажности: для первых 89-90% от пористости, для вторых - 93-95%

.5284

ляет по высоте 0,01 мм за 2 суг. Она не может быть использована, так как в конденсированных глыбистых структурах приращение идет бесконечно. Это объясняется тем, что физический смысл набухания состоит в сольватации частиц почвы, а структуры с переходными связями являются неводостойкими и по степенно теряют связь под действием Равновесное проявление степени набухания наблюдается при влажности 99- 100% от максимального поглощения воды.

расклинивающего давления воды.

Объективным критерием для установления момента окончания опыта набухания моежт быть влажность. Полное или

5

0 5

0

5

почвой.

1

Эта влажность заранее (до опыта) неизвестна, однако ее можно вычислить по результату проводимого опыта на основании следующей зависимости. В набухающей почве влага «е может заполнить всю пористость из-за наличия тупиковых пор, в которых остается за- . щемленный воздух. Его количество составляет 10,1% в среднем для ненарушенных почвенных структур (табл. 3). Следовательно , критерием окончания опыта по набуханию ненарушенных проб почв будет момент достижения влажности 90% (89,9) от полной влагоемкости набухающей почвы. Эта величина легко вычисляется по результатам опыта набухания. В растертых порошках почв набухание происходит очень быстро - на 1-2 (по времени) порядка быстрее, чем в ненарушенных пробах. При этом влага заполняет больший объем пор - 95% (табл. 3). Таким образом, верхним пределом влажности окончания опыта будет заполнение пор в размере 95% (94,6).

В табл. 4 приведено сопоставление показателей объема VH набухания Д и влажности 1 н набухающей дерново1- подзолистой плчвы, причем влажность выражена в процентах от общей пористости, время с взято от начала опыта. .Чтобы получить сравнимые результаты величины набухания (равновесные), для представленных форм структуры - моно- литных проб, с одной стороны, и оптимальных чгрономмчсскнх структур или растертых проб ПОЧБЫ, с другой, необходимо достижение различных показателей влажности: для первых 89-90% от пористости, для вторых - 93-95%

(92,7-95%). Более высокая влажность (более 90% для монолитных проб и более 95% для растертых проб) недопустима из-за вышеуказанного противодейст- вий защемленного воздуха.

Для испытаний были отобраны образцы выщелоченных тяжелосуглинистых черноземов (Я% гумуса) Горьковской области с хоротаей агрофизической дегради- рованной структурой.

Полученное отношение V«/VH характерное для оптимальном структуры (1,78) и деградированной (2,67) статистически значимо для 99% вероятное- ти (табл. 5).

Использование предлагаемого способа оценки агрономической структуры почв, как видно из табл. 6 при сравнении с прототипом, весьма эффективно.

Формула зависимости набухания от плотности и влажности V(,a+bn+cW для ненарушенных проб, где

28ь

Предлагаемый метод, основанный на оценке внутренних свойств макроструктуры или, другими словами, качеств микроструктуры, определяющих формирование тех или иных свойств макроструктуры (пли агрономической структуры;, позволяет оценивать физические качества почвы в любой произвольно взятый едок. При этом получается определенная числовая характеристика, ис- ключающия неопределенность оценки.

Формула изобретения

Способ оценки агрономической структуры почвы включающий отбор почренкых образцов с наруиенной и ненарушенной структурами, определение их физической характеристики и величины отношения последних, .отличающийся тем, что, с целью расширения информативности способа, в качестве физической .характеристики определяют степень набухания почзы при доведении влажности почвенного образца с нарушенной структурой до 93-95% от полной влаго- емкости, а образца с ненарушенной структурой - до 89-90%.,

Т а-блица 1

Изобретение относится к почвоведению и может быть:, использовано при разработке систем земледелия, а также мер по охране почв. Цель изобретения 29.04.87. повышение информативности способа. Для этого в способе, предусматривающем отбор почветгых обра зцов с ненарушенной- и нарушенной структурой, определение их физической характеристики и оценку агрономической структуры по величине отношения физических характеристик образцов нарушенной и ненарушенной структуры в качестве физической характеристику, определяют степень набухания почвы при доведении влажности образца нарушенной структуры до 9-5-95% от полной влажности, а ненарушенной структуры - до 39-90%. 6 табл.

57,7

5,1

10,4

15,9

24,4

26,4

Интервал влажности для сравнения гЬорм структуры Б равновесном состоящей яядуииия.

Таблица

Растертые пробы Хорошая1,50 Ап 27 57,7 5,/О

. .Ненарушенные пробы

Оптимальная 1Ап 0-.0 1 60,5 6,0 1 . 1 52,5 . 7,4

8,7 25,3 25,2

1 6 55,8 .3,5 50 А 35-40 1 46,/. 15,9

23,7

27,6+1,0 1,0

10,6 21,8 17,9

5,0 10,0

5,7 19,4 16,5

0,983+0,008

Коэффициент корреляции, - , Уравнение регрессии У,, 88,31-1,197 H-0,656VJ Приведенное набухание

-.57,7 5,70 15,49 Отношение набухания растертых проб к ненарушенным

27,6:15,,78 Растертые пробы Неудовлетворительная . ,50 аАп О-.О

5 4823,5+0,09 0,85

2-0,67,0 .., 6 5,7 25,6 8,0 31,3 7,2 26,9 6,8 23,2 9,8

50аАп 0-20 1,1 11,0 15,2

1G.314,5 9,4 14,1 7,8 .11,5 8,6 12,5 5,7 14,9 8,1 12,0 6,9 14,3

Коэффициент корреляции 0,857iO,052 уравнение регрессии ,08-0,299 П-0,273 М Приведенное набухание .57,9 5,48 10,35 Отноиение наВухания растертых проб с ненарушенным 3А5ИОХ35

0,851 /jb, -

10 Т а б л и ц а 5

27,6+1,0 1,0

10,6 21,8 17,9

5,0 10,0

5,7 19,4 16,5

0,983+0,008

, - , 1,197 H-0,656VJ

ная

ол-

ая

Оптимальная Схоровая) Деграднро- ваяяая (плохая) Неокультуре иная (плохая) Оптималь- ая Плохая

27,6

23,5

13,9

2П

ТаОлииаб

5,7 10,4927,615,491,78

5,5 П,3527.61,352,67

32 2,69„ 6,92,632,62

8,8 11,714,09,611,46

25 3,738,043,352,40