Лабораторная работа № 2 Определение полной влагоемкости почвы (водовместимости)

Цель работы – научиться определять полную влагоемкость – одну из важнейших почвенно-гидрологических констант, оценить зависимость влагоемкости от других свойств почвы.

Основные понятия. полной влагоемкостью (ПВ) называется максимальное количество воды, которое удерживается в почве в состоянии полного насыщения при заполнении всех пор водой.

При определении любой влажности почвы используют три способа ее выражения.

1. гравиметрическая (массовая) влажность – масса воды в единице массы абсолютно-сухой почвы. Единицы измерения – г/г, г/кг или %.

2. объемная влажность – объем воды в единице объема почвы. Измеряют в см³ Н₂О/см³ почвы или в безразмерных долях, или как процент от объема почвы. Величина полной влагоемкости в объемных процентах теоретически совпадает с общей скважностью (пористостью) почвы. Несовпадение этих величин свидетельствует о наличии в почве защемленного воздуха.

Общая скважность, или пористость почвы – суммарный объем пор и пустот между частицами твердой фазы почвы в единице её объема.

где Р – общая скважность, %;

d – плотность сложения, г/см³;

D – плотность твердой фазы почвы, г/см³ (лаб. работа № 6).

Если почва не полностью насыщена влагой, то разность между ее пористостью и влажностью, выраженной в объемных процентах, называют пористостью аэрации. таким образом, пористость аэрации – это суммарный объем пор, занятых воздухом, в единице объема почвы.

Р_{аэр .=} Р – Wd,

где Р – общая скважность, %;

W – влажность почвы, %;

d – плотность сложения, г/см³.

3. запас воды в единице слоя почвы обычно выражают в мм водного столба, что позволяет непосредственно сравнить его с количеством осадков или поливной воды.

При влажности, равной полной влагоемкости, в почве содержится максимально возможное количество всех категорий почвенной влаги – связанной (рыхло и прочно сорбированной) и свободной (капиллярной и гравитационной). Зависят эти величины от гранулометрического состава, а также структурности и пористости почв. Полная влагоемкость (пв) характеризует водовместимость почв и колеблется в пределах 40 – 50% от массы сухой почвы, в отдельных случаях она может возрасти до 80% (торфяная почва) или опуститься до 30% (песчаная). Состояние полного насыщения водой характерно для горизонтов, насыщенных грунтовыми водами, или в период снеготаяния.

Посуда и оборудование: металлический стакан с сетчатым дном и крышкой, кристаллизационная чашка, фарфоровая ложка, фильтровальная бумага, технические весы.

Выполнение работы

1. металлический стакан, на сетчатое дно которого помещают кружочек фильтровальной бумаги, чтобы не просыпалась почва, взвешивают на технических весах.

1. В стакан насыпают почву примерно на 2/3 объема, уплотняя постукиванием о ладонь, и взвешивают его с почвой.

1. Стакан помещают в глубокую кристаллизационную чашку и наливают воду с таким расчетом, чтобы вода достигла уровня почвы в стакане. Стакан покрывают сверху стеклом и оставляют на час. За это время вода заполнит все некапиллярные поры в почве.

1. Через час стакан с почвой вынимают, быстро закрывают снизу крышкой, вытирают наружные стенки и взвешивают на технических весах.

1. при плохом смачивании почвы для проверки полноты насыщения стакан на сутки помещают в чашку с водой и повторно взвешивают.

1. Величину полной влагоемкости по массе (W_m) вычисляют в процентах к сухой почве по формуле:

где m_w – количество воды в образце почвы до насыщения (вычисляется по величине гигроскопической влажности почвы);

m₁ – масса пустого стакана с сеткой и кружком фильтровальной бумаги;

m₂ – масса стакана с образцом почвы до насыщения водой;

m₃ – масса стакана с образцом почвы после насыщения ее водой.

Расчетным методом полную влагоемкость по объему (W_v) можно вычислить по формуле:

где Р – общая скважность (пористость), в долях объема;

d – плотность сложения почвы, г/см³.