Экология СПРАВОЧНИК

Твердая фаза почвы и грунта, гетерогенная поли-дисперсная система, состоит из минеральных, органо-мине-ральных и органических частиц разного размера — от молекул до крупных механических элементов — ила, пыли, песка и камней. Для изучения почвы прежде всего необходимо определить размеры составляющих почву частиц и содержание частиц разной величины в ней. Количественное определение в почве содержания элементарных механических частиц составляет главную задачу механического или гранулометрического анализа.

Далее

Для правильного проведения механического анализа важно знать основы классификации механических элементов почвы.Крупные фракции почвы (песчаные и пылеватые) обычно состоят из первичных элементарных частиц, а мелкие (мелкая пыль, ил) — из вторичных. Исследованиями ученых установлено, что частицы почвы разного размера различаются химико-минералогическим составом и физическими свойствами (К- Д. Глинка, А. А. Аттерберг, А. А. Роде, Г. Дикий, С. С. Морозов, П. Ф. Мельников, Е. И. Кочерина и др.). Это обстоятельство и легло в основу классификации частиц.

Далее

Гранулометрические элементы, особенно мелкие, в свободном состоянии встречаются только в почвах песчаных; в суглинистых и глинистых они соединены в микроагрегаты и структурные комочки, поэтому для количественного учета частиц разного размера необходима специальная подготовка почвы.

Далее

Разрушить почвенные агрегаты можно растиранием сухой и влажной почвы, кипячением почвенной суспензии и взбалтыванием.Кипячение почвенной суспензии. С повышением температуры при кипячении вследствие неодинакового расширения минералов в разных направлениях и набухания почвенных частиц увеличивается растрескивание и распадение агрегатов на механические элементы, усиливается движение частиц почв и воздуха, что вызывает перетирание почвенного цемента и распад микроагрегатов. При нагревании увеличивается растворимость почвенных солей, которые в зависимости от их химического состава вызывают диспергацию или коагуляцию почвенной суспензии (чаще всего наблюдается первое).

Далее

Для дезагрегации почвы применяется ряд химических реагентов— кислоты и солевые растворы различных концентраций. Химические приемы воздействия на почву обычно используют совместно с механическими и физическими способами в различных вариантах. К- К. Гедройц предложил диспергировать почву путем замены поглощенного кальция на натрий при обработке почвы нейтральным раствором ЫаС1. А. Н. Соколовский двухвалентные ионы в почве заменял на аммоний. Однако обработка почвы нейтральной солыо натрия или аммония представляет собой операцию длительную, поэтому соли были заменены более быстродействующей соляной кислотой (в различных концентрациях). Наряду с другими реактивами она широко применяется при подготовке почв для механического анализа.

Далее

Для определения механического состава почв и грунтов существует несколько методов.

Далее

При описании почвы в полевых условиях необходимо давать характеристику гранулометрического состава, которая используется при картировании для выделения почвенных разностей и составления их производственной характеристики.

Далее

Электрическое сопротивление в гетерогенных системах твердая фаза — жидкость изменяется от концентрации твердого вещества. Максвел (1873 г.), изучая сопротивление смеси сферических тел во вмещающей среде, установил, что электросопротивление твердых взвесей р„ в воде возрастает с увеличением концентрации их по гиперболическому закону.

Далее

Почти все методы предполагают приготовление водных суспензий. При этом диаметр частиц определяется в зависимости от скорости падения в стоячей воде или вымывания их из образца струей различной скорости. Однако осаждение частиц в обоих случаях обусловлено не только размером, но и их плотностью и формой. Частицы плитчатой формы осаждаются ребром или плоскостью, причем в первом случае могут оказаться в высоко дисперсной фракции и в более крупных фракциях, во втором — при осаждении в плоскости. Во всех методах определяются фракции одинаковой гидравлической ценности.

Далее

Поправка на мениск (А/?). Ареометр градуируют по нижнему мениску, но вследствие непрозрачности суспензии отсчеты приходится производить по верхнему краю мениска. Поэтому перед началом работы устанавливают поправку на мениск, погружая ареометр в дистиллированную воду температурой 20 °С. Берут отсчет по нижнему и верхнему мениску и разницу умножают на 1000. Например, отсчет по нижнему краю мениска — 0,9990, по верхнему — 0,9986. Искомая поправка: 0,9990— —0,9986 = 0,0004X1000 = 0,4. Вычисленная поправка на мениск является постоянной для данного ареометра, и ее прибавляют к каждому отсчету.

Далее

В основу современных методов гранулометрии, более точных, чем методы отмучивания, положен закон Стокса. Формула Стокса была принята для гранулометрического анализа почв на втором международном конгрессе почвоведов в Москве в 1930 году.

Далее

Седиграф 5000 Д — один из последних вариантов грануло-метров, выпускаемых в США фирмой МИКРОМЕРИТИКС. Прибор измеряет концентрацию суспензии на разных уровнях с помощью тонкого пучка рентгеновских лучей. Интенсивность луча преобразовывается и записывается в виде интегральной кривой на полулогарифмическом бланке. Ось у показывает относительную плотность суспензии (от 0 до 100%), ось х — эквивалентный сферический диаметр частиц. Камера с суспензией в течение опыта находится в • непрерывном движении, которое синхронизировано с осью х самописца для непосредственного определения соответствующего эквивалентного диаметра частиц за прошедший период времени.

Далее

Принцип метода основан на взятии пробы суспензии с определенной глубины через известные промежутки времени. Впервые подобный метод был предложен в 1912 году В. Г. Глушко-вым. Им был сконструирован прибор, который состоит из стеклянной трубки длиной 10—15 см и диаметром 10—15 мм. Дно трубки закрывается диском, укрепленным на стержне, проходящем через трубку. Сверху на стержень навинчивают гайку; при нажиме на нее отодвигается нижний диск трубки и суспензия заполняет ее, затем трубку закрывают, пробу переносят в сушильный стаканчик, выпаривают, высушивают и определяют ее массу.

Далее

Полученные данные механического анализа обычно дают в виде таблицы, в которой наряду с фракциями приводят гигроскопическую влажность и потери от обработки почвы НС1 (табл. 9).По гигроскопической влажности можно приблизительно проконтролировать данные гранулометрического анализа; что касается потери от обработки почв НС1, то она имеет самостоятельное значение. Величина ее характеризует наличие в почве легкорастворимых солей и карбонатов.

Далее

По данным механического анализа определяют группу почвы по механическому составу (Н. Н. Сибирцев, С. А. Захаров, А. Н. Сабанин, В. В. Охотин, Н. А. Качинский). Существует ряд классификаций почв по механическому составу. Здесь мы рассмотрим классификацию Н. А. Качинского (1958) и В. В. Охо-тина (1933) для грунтов.

Далее

Поверхность частиц является важной геометрической и физической характеристикой почвы. Диспергация или дробление минеральной части почвы означает переход ее в более активное состояние, так как увеличивается поверхность твердой фазы в единице массы или объема ее, а вместе с тем возрастает и поверхностная энергия. С величиной поверхности частиц связаны явления поглощения минеральных зольных веществ, паров и газов, передвижение в почве воды и воздуха и ряд других ее физических и технологических свойств.

Далее

Визуальный микроскопический метод. Известно, что среднее значение площади проекции любой формы во всевозможных ориентациях равно половине ее общей поверхности. Если фигура не содержит входящих углов, то средняя площадь проекции составит четверть общей поверхности фигуры. Поэтому несколько частиц данной фракции помещают на предметное стекло и под микроскопом определяют их количество. Затем проецируют микрофотограмму с линейным увеличением 400—500, Контуры частиц обводят и площадь их измеряют планиметром. Если площадь проекции одной частицы равна 6- 10”Б см2, то общая поверхность частицы будет равна 6 • 10 5 • 4 = 24 • 10 б см2.

Далее

Под структурой почвы понимают совокупность отдельностей, или агрегатов, различных по величине, форме, прочности и связности. Структурная отдельность — агрегат — состоит из первичных частиц (механических элементов), или микроагрегатов, соединенных друг с другом в результате коагуляции коллоидов, склеивания, слипания.

Далее

Первая характеристика оструктуренности почвы, типа структуры и в некоторой мере ее агрономической ценности дается при визуальном описании почвенного профиля или пахотного горизонта.Полная классификация структурных элементов для морфологического описания дана С. А. Захаровым, которой и следует руководствоваться в работе (рис. 10, табл. 15).

Далее

Аналитически структурность почвы определяется методом рассеивания на ситах. Для этой цели берут большие образцы (2,5—5 кг) и небольшими порциями осторожно рассеивают в наборе сит. Каждую фракцию собирают, взвешивают и рассчитывают содержание ее в % к массе взятой почвы.

Далее

Коэффициенты дисперсности и структурности почвы вычисляют по данным микроагрегатного и гранулометрического ана- лизов почвы. Предложено несколько формул для вычисления.Чем выше фактор дисперсности, тем менее прочна микроструктура почвы. Для обыкновенного глинистого чернозема фактор дисперсности не превышает 10%, а для столбчатого горизонта солонца может быть равен 80 %.

Далее

Метод Фадеева — Вильямса основан на учете количества воды, прошедшей через колонку почвы в единицу времени.Определения ведут в специальном приборе (рис. 14), который состоит из двух цилиндрических сосудов — большого 1 и малого 2, соединенных между собой трубкой 5. В сосуд 1 помещают исследуемую почву, через сосуд 2 подают воду.

Далее

Механическую прочность или связность агрегата можно измерить и выразить нагрузкой, которая потребуется для его разрушения. Для определения связности агрегата удобны метод и прибор, предложенные Д. Г. Виленским.

Далее

Порозность агрегатов важна для агрономической характеристики структурных элементов почвы. Ее можно охарактеризовать количественно (методы парафинирования, керосиновый) и качественно-количественно (метод микроскопирования).

Далее

Почва представляет собой сложное тело, состоящее в основном из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. В зависимости от того, в каком сочетании производят определение, различают три понятия: плотность твердой фазы почвы (твердая фаза) й плотность скелета, или объемная масса (твердая и газообразная фазы) йу, плотность почвы в естественном ее состоянии (твердая, жидкая и газообразная фазы) йп.

Далее

Под плотностью твердой фазы почвы понимают отношение массы твердой части почвы (почвы без скважин) к единице объема.Наглядно это можно представить следующим образом. Если взять кусочек сухой почвы и спрессовать его так, чтобы не было скважин, то отношение массы взятой почвы к полученному объему и будет плотностью твердой фазы.

Далее

Плотность твердой фазы почвы чаще всего определяется с помощью пикнометра. Принцип пикнометрического метода заключается в определении объема воды или инертной жидкости, соответствующего объему почвы, взятой для анализа.

Далее

Раньше эта величина именовалась как удельный вес скелета почвы или объемный вес, в некоторых руководствах последних лет —объемной массой, плотностью сухой почвы. Размерность плотности скелета г/см3, кг/м3. Она характеризует плотность сложения.

Далее

Рядом с первой подготавливают площадку на глубину 10 см, а первую углубляют до 20 см и в том же порядке берут пробы. Если на этих глубинах почва окажется плотной, то используются малые цилиндры. Контроль для всех глубин пахотного слоя пятикратный.

Далее

Плотность почвы в естественном состоянии (ранее абсолютный вес почвы) есть масса почвы включая все ее фазы (твердую, жидкую, газообразную) в единице объема. Выражается в г/см3, кг/м3, т/м3 и определяется чаще всего буровым методом, хотя можно применять и песчаный. Образец почвы, взятый при естественной влажности, взвешивается, и ■ масса делится на объем. Плотность изменяется во времени, что связано с динамикой влажности, а также с уплотнением почвы вследствие усадки.

Далее

Порозность, размер и форма пор зависят от гранулометрического состава —величины и формы механических элементов, структуры почвы— количества, величины и формы структурных отдельностей, а также от расположения их относительно друг друга. Поэтому порозность различных почв и внутри почвы по генетическим горизонтам неодинаковая.

Далее

Для выявления пор капиллярных и некапиллярных, активных и неактивных предложено несколько методов, которые можно разбить на две группы: определение порозности с помощью приборов и путем расчетов.В формуле Жюрена принят диаметр цилиндрического капилляра. В почве же поры в основном неправильной и разнообразной формы. Поэтому введено понятие эффективного или эквивалентного диаметра — диаметра такого цилиндрического капилляра, в котором водоудерживающая сила соответствует диаметру пор почвы при данном ее сложении.

Далее

Для расчета порозности необходимо знать основные характеристики почвы: плотность твердой фазы, плотность скелета почвы, максимальную гигроскопическую влажность, влагу завя-дания, общую влагоемкость.Приведенный выше порядок вычислений агрегатной и меж-агрегатной порозности может быть применим лишь к хорошо оструктуренным почвам (целинам и залежам), где весь объем пор приходится на поры внутри агрегатов и между ними. Для почв, распыленных в той или иной мере, для расчета агрегатной порозности необходимо знать, помимо порозности агрегата, их долю в общем объеме почвы. Например, в пахотном слое Робщ=60%; порозность отдельных агрегатов Ра = 55%; доля агрегатов по объему к пахотному слою равна 80 %.

Далее

Очень большое значение имеет знание физико-механических свойств почв и грунтов при строительных работах, а также в керамической промышленности. Эти свойства оказывают также большое влияние на корневые системы растений. Все перечисленное выше делает понятным тот интерес, который проявляют исследователи к этому вопросу.

Далее

Метод Аттерберга. Почву подготавливают обычным способом: отбирают корни, растирают ее в ступке пестиком с резиновым наконечником, просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Около 20—30 г почвы помещают в фарфоровую или латунную чашку (¿=12 см), замачивают водой и, тщательно перемешивая шпателем, доводят до состояния густой пасты. Для полного смачивания оставляют на сутки, поместив чашки с почвой в эксикатор над водой. Затем еще раз перемешивают, разравнивают слоем толщиной в 1 см по центру чашки и разрезают почвенную массу У-образным шпателем на две равные части так, чтобы между ними образовалась щель шириной по дну чашки 1—1,5 мм и на поверхности почвы — 2—3 мм. Затем по дну чашки ударяют 3 раза рукой или сбрасывают ее трижды с высоты 6 см. Лучше эту операцию проводить на специальных приборах.

Далее

Допустим, установлено, что влажность нижней границы текучести равна 36%, границы скатывания—18%. Тогда число пластичности № = 36—18 = 18%.По числу пластичности судят о гранулометрическом составе иочвогрунта (0 — песок, 0—7—супесь, 7—17 — суглинок, более 17 — глина).

Далее

Описание пластометра (рис. 27). Прибор состоит из основания, на котором укреплены подъемный столик для исследуемого образца 1 и стойка с рычагом 4. На одном конце рычага имеется подвижная обойма в с чашечкой для груза на другом — регулируемый противовес 2. Посредством рычажной системы к рычагу присоединен стержень, который может с малым трением перемещаться по вертикали. На нижний конец стержня навинчен сменный конус 5, а верхний конец связан с отсчетным устройством — циферблатом со стрелкой-указателем, для фиксирования перемещения стержня по вертикали (в мм). Винт 3 является арретиром.

Далее

Набухание — увеличение объема почвы и грунта в процессе- смачивания. В результате гидратации почвенных частиц и образования на поверхности их оболочек рыхло связанной воды уменьшаются силы сцепления между ними, происходит отдаление их друг от друга, что приводит к увеличению общего объема почвы. Способность почвенных частиц к набуханию связана с гранулометрическим, минералогическим и химическим составом, а также с начальными плотностью и влажностью их.

Далее

Под усадкой почвы или грунта понимают уменьшение объема их при высыхании. Предел усадки соответствует полному удалению воды из почвы и переходу из полутвердой в твердую консистенцию. Усадка зависит от тех же факторов, что и набухание и прямо коррелирует с ним.

Далее

Липкость — способность почвы прилипать к соприкасающимся с нею предметам: рабочим частям и колесам почвообрабатывающих орудий и машин. Проявляется она тогда, когда сцепление между почвенными частицами меньше, чем между почвой и соприкасающимися с ней предметами. Прилипание почвы к рабочим частям сельскохозяйственных орудий вызывает часто настолько значительное сопротивление, что работа протекает с большой затратой энергии.

Далее

Трение металл — почва можно определить как силу сопротивления скольжению металла по почве. Величина коэффициента трения зависит от силы взаимного молекулярного притяжения частиц поверхностей металла и почвы. Подтверждением этому служат опыты, показавшие уменьшение трения в процессе вспашки при пропускании через отвалы лемеха постоянного тока, одноименного заряду почвы. Возникающая при этом благодаря электроосмосу водная пленка на рабочих частях плуга уменьшает притяжение между трущимися поверхностями (снижает трение). Шероховатость поверхности металла увеличивает сопротивление скольжению. При этом происходит вклинивание выступов металлической поверхности в почву и возникают добавочные силы сопротивления почвы.

Далее

Под сдвигом почвы понимают смещение одной части ее но отношению к другой в результате бокового (тангенциального) давления.Повторность определения тройная.Силы сцепления не зависят от нормальной нагрузки, тогда как трение в известной мере пропорционально ей.

Далее

Твердость почвы есть сопротивление ее вертикально приложенной силе при разрезании, расклинивании или сдавливании .Высокая твердость почвы часто снижает всхожесть семян, оказывает механическое сопротивление развивающейся корневой системе растений, влияет на развитие растений, изменяя водный, воздушный и тепловой режимы почвы. Твердость — важная технологическая характеристика почвы. При работе плуга подрезание пласта почвы осуществляют в вертикальном направлении ножом и в горизонтальном — лемехом. Моделируя работу плуга в почве, определяют сопротивление расклиниванию или разрезанию в вертикальном и горизонтальном направлениях и выражают расклинивающее сопротивление в кПа, используя в качестве датчиков в твердомерах заостренные наконечники — плунжеры в виде конуса, клина или цилиндра с малой площадью. Чем выше твердость почвы, тем большее сопротивление оказывает она расклиниванию.

Далее

Удельным сопротивлением почвы при обработке называют тяговое усилие, затрачиваемое на подрезание 1 см2 поперечного сечения пласта, и выражают его в кПа.Формула в основном соответствует технологии при обработке почвы.

Далее

Естественно, что Ра и В0, а также должны быть заранее определены для данного комбайна, твердомера и типа почвы. Вместо Р0 и Во можно использовать средние арифметические значения их для почв данного типа.

Далее

В данном разделе излагаются способы взятия образцов почвы для этого анализа, способы выражения почвенной влажности с агрономической оценкой запасов влаги и методы определения общей влажности почвы в поле и лаборатории.

Далее

Исследуемое вещество нагревают до определенной температуры. Выделяющиеся при этом пары воды конденсируют и затем измеряют. Таким способом определяют воду в органических веществах и в почве. Однако было отмечено, что в процессе сушки, кроме паров воды, выделяется еще ряд продуктов, изменяющих как титр кислоты, так и щелочи.

Далее

Влажность почвы можно определить на ощупь. Для полевых исследований рекомендуется следующая оценка: мокрая почва — при копании почвенного разреза сочится вода; сырая — вода не сочится, но приложенный лист непроклеенной бумаги быстро промокает, а при сжатии в руке почва превращается в тестообразную массу; влажная — кусочки почв требуют незначительного усилия при сжатии, приложенная фильтровальная бумага при этом увлажняется; свежая почва — производит ощущение слегка прохладной массы, воды в капельно-жидком состоянии при этом нет, бумага не промокает; сухая почва — пылит.

Далее

В этом методе влажный материал обрабатывают реагентом, способным изменять свою концентрацию от наличия влаги исследуемого вещества.Присутствие в почве большого количества солей требует некоторых изменений в устройстве ареометра.

Далее

Гигроскопическая влажность. Гигроскопическую влажность определяют главным образом с помощью метода сушки образца почвы при 100—105 °С. Почву, из которой удалены живые и не-гумифицированные корни, размельчают в фарфоровой ступке и просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Затем ее рассыпают тонким слоем на стекло или глянцевую бумагу, разделяют на квадраты, в каждом из которых (или в шахматном порядке) отбирают немного почвы в сушильный стаканчик. Так составляют среднюю пробу массой 5—10 г для суглинистых почв и 10—15 г для легких. Стаканчик с почвой взвешивают и сушат при 100—105 °‘С в течение 3 ч, затем проводят еще контрольную сушку 1—2 ч, доводя образец до постоянной массы. Допустимые расхождения в массе после сушки — 0,003—0,005 г. Полученные данные заносят в таблицу, соответствующие вычисления производят по формуле.

Далее

В этой категории почвенной влажности обычно определяют максимальную молекулярную влагоемкость (ММВ) и влажность завядания растений (ВЗ).По данным ряда авторов (Вадюнина, 1973, — для каштановых почв, Умаров, 1974, — для сероземов) величина максимальной молекулярной влагоемкости соответствует влажности разрыва капилляров (ВРК). Термин введен в гидрофизику почв А. А. Роде и М. М. Абрамовой. Однако метода прямого определения ВРК нет. В практике более распространен термин ММВ. Им пользуются и в гидрогеологии.

Далее

Общая (по Н. А. Качинскому) или наименьшая (по А. А. Роде) влагоемкость почвы или предельная полевая (по А. П. Розову) и полевая (по С. И. Долгову)—количество влаги, которое почва удерживает после увлажнения при свободном оттоке гравитационной воды. Разноименность этой важной гидрологической константы вносит много путаницы. Неудачен термин «наименьшая влагоемкость», так как он противоречит факту максимального содержания при этом влаги в почве. Не совсем удачны и два других термина, но, поскольку нет более подходящего названия, впредь мы будем использовать термин «общая влагоемкость». Название «общая» Н. А. Качинский объясняет тем, что влажность почвы при этой гидрологической константе включает в себя все основные категории почвенной влаги (кроме гравитационной). Константу, характеризующую общую влагоемкость, широко используют в мелиоративной практике, где ее называют полевой влагоемкостью (ПВ), что наряду с общей влагоемкостью (ОБ)—наиболее распространенный термин.

Далее

В природных условиях общую влагоемкость определяют при неглубоком залегании грунтовой воды, когда эту величину будет определять капиллярно-подпертая вода, и при глубоком залегании грунтовых вод, когда почва увлажняется за счет капиллярно подвешенной влаги.

Далее

Свободная вода, поступившая в почву, изменяет свой энергетический уровень под влиянием водоудерживающих сил почвы: менисково-пленочных, осмотических и адсорбционных. Энергия удержания (всасывания) воды почвой измеряется потенциалом влаги.

Далее

В настоящее время предложен ряд методов для определения потенциала влаги и других термодинамических характеристик почв. Обстоятельно описаны они в работах А. М. Глобуса (1969), И. И. Судницына (1979), Н. А. Муромцева (1979). В одних приборах для измерения потенциала почвенной влаги устанавливают гидравлическое равновесие между нею и свободной водой датчика (тензиометра, капилляриметра) через пористую мембрану или пластину, в других — повышают давление над образцом почвы (мембранные и пластинные пресса). В тензиометрах измеряют отрицательное давление <1 атм (<98 кПа); в прессах используют более широкие интервалы его.

Далее

Приборы, используемые при этом методе, разделяют на тен-зиометры и капилляриметры. В тензиометрах керамический датчик находится в нижней части прибора в форме свечи, цилиндра или треугольной призмы. Датчик подсоединяется к измерителю — манометру или вакуум-манометру. Свободная вода из тензиометра поступает в почву до тех пор, пока не наступит равновесие между нею и почвенной влагой. Капилляриметры работают при создании в них давления или разрежения. В поле удобнее пользоваться тензиометрами, а в лабораторных условиях капилляриметрами.

Далее

Принцип и конструкция мембранного пресса разработаны Дж. Ричардсом (1938, 1947). В настоящее время существует много вариантов этого метода. В основу приводимого положен способ выравнивания потенциалов ненасыщенной почвы и свободной воды путем повышения внешнего давления над почвой. При этом на приборе измеряется разность давления АР, необходимая для выравнивания ц,п и лв.

Далее

Измерения проводятся с помощью отсасывания воды из увлажненной почвы. Почву помещают в воронку Нуча с тонкопористым дном. Воронку сквозь пробку вставляют в колбу Бунзена с присоединенными к ней насосом и манометром. В колбе создают разное разрежение воздуха (от 6,7—13,3 до 80 кПа), выдерживают систему 3—4 ч, после чего определяют остаточную влажность в образце почвы путем высушивания его и доведения до постоянной массы. Сила, с которой удерживается остаточная влажность, равна примененному разрежению (кПа) в системе.

Далее

По разности между полным и капиллярно-адсорбционным потенциалом можно определить осмотический потенциал, обусловленный содержанием солей в почвенном растворе (важно для засоленных почв).Величину АТ по термометру Бекмана определяют в криоскопе (рис. 50). В сосуд Дюара 1 помещают охлаждающую смесь 2— снег или лед в воде с добавлением ЫаС1 или других солей (табл. 26). Температура смеси должна быть минус 6—8 °С. Удобная охладительная смесь — сухой лед, который мелкими кусочками опускают в жидкость, не замерзающую при отрицательных температурах (спирт, денатурат, ацетон). Меняя соотношение между жидкостью и льдом, можно значительно снизить ка; в-цилиндр для температуру смеси. Рабочий интервал тем-почвы; термометр пературы от —8 до —15 °С.

Далее

Перед началом измерений калибруют психрометр, т. е. устанавливают зависимость между показаниями гальванометра и относительной упругостью пара. Для этого используют стандартные растворы с известным осмотическим давлением, например растворы сахарозы с концентрацией 0,6, 1 и 2 М, давление влаги в которых равно 1414, 3232 и 6060 кПа соответственно. Ими обильно смачивают жгуты из ваты или фильтровальной бумаги, которые затем укладывают в рабочую камеру.

Далее

Для получения образцов различной степени увлажнения используют насыщенные растворы солей, над которыми в замкнутом пространстве устанавливается соответствующая относительная влажность воздуха (табл. 28).

Далее

Почва обладает объемной и поверхностной проводимостью: объемная влагопроводность связана с транзитной системой капиллярных пор, поверхностная—обусловлена толщиной водных пленок Я. Объемная проводимость выше поверхностной вследствие того, что вода, находящаяся в сфере действия поверхностных сил почвенных частиц, обладает некоторыми другими свойствами — имеет большую вязкость, потенциал в пленке ниже потенциала воды в капилляре и др.

Далее

Кривая, характеризующая зависимость между капиллярно-сорбционным потенциалом воды и влажностью почвы, называется кривой водоудерживания. Ею обусловлены многие гидрофизические и физико-механические свойства. Однако полного представления об этом не было.

Далее

Капиллярный подъем грунтовых вод в почвенную и грунтовую толщу имеет различное значение для растений. В засушливых условиях при недостатке влаги незаселенных грунтовых водах он увеличивает запасы продуктивной влаги, повышает плодородие почв. В других условиях высокое стояние грунтовых вод может вызвать заболачивание почвы, особенно в условиях достаточного увлажнения. Засоленные грунтовые воды при интенсивном испарении влаги с поверхности почвы способствуют засолению почв.

Далее

Скорость капиллярного подъема воды V измеряют количеством воды в мл, которое проходит в единицу времени через единицу площади поперечного сечения (о = см3/см2); в линейных единицах эту скорость выражают как производную пути по времени.

Далее

Верхнюю границу капиллярного насыщения почвы за счет грунтовых вод называют капиллярной каймой. Мощность насыщенного слоя почвы соответствует высоте капиллярного подъема.В поле высоту капиллярной каймы определяют по распределению влажности - по профилю почвы от поверхности до уровня грунтовых вод. Повышение содержания влаги, на некоторой глубине возрастает по мере приближения к зеркалу грунтовых вод. Начало резкого перегиба кривой содержания влаги соответствует высоте капиллярного подъема. Содержание влаги в этой точке соответствует величине общей влагоем-кости (полевой).

Далее

Для измерения высоты капиллярного подъема воды в почве в полевых условиях может быть использован любой из описанных выше капилляриметров. Водоудерживающая сила, измеренная ими, выраженная высотой водного столба в см, соответствует высоте капиллярного подъема воды в данной точке почвы или грунта.

Далее

В настоящее время при изучении физических свойств почв широко используются методы моделирования. Очень удобной моделью для изучения физики почв являются монолиты, монтированные по Астапову (рис. 58).В поле берут монолит сечения 15X15 см и высотой от 50 до 200 см в зависимости от цели исследования. Для монтирования монолита в лаборатории изготавливают фильтрационный ящик, длина которого на 30 см, а сечение на 5 см больше монолита. В дне и крышке ящика имеются отверстия для фильтрационной воронки и бутылки с водой.

Далее

Испарение — процесс перехода воды из жидкого в парообразное состояние вследствие теплового движения молекул воды. Скорость этого движения возрастает с увеличением температуры, вместе с тем увеличивается и испарение.

Далее

Для измерения величины испарения используют расчетные методы, в основе которых лежит связь гидрометеорологических характеристик с суммарной величиной испарения, и приборы разной конструкции.Потенциальное испарение (испаряемость) в мм с поверхности воды (Е„) за месяц или другой срок наблюдений при средней температуре (¿°) и относительной влажности воздуха (а%) определяют по формуле Иванова: Еи = 0,0018-(25 + -И0)2 (100—а). Величины £° и а измеряют психрометрами или используют данные ближайшей метеорологической станции. Берут средние величины за соответствующий срок. Расчет проверен на больших водоемах и дает удовлетворительные по точности величины То.

Далее

Измерение испарения на установке Дерягина и Мельниковой. Испарение влаги из водонасыщенной почвы при постоянном притоке воды в ее толщу можно определить с помощью установки, предложенной Б. В. Дерягиным и М. К- Мельниковой (1956) (рис. 59). В этой установке цилиндр 1 высотой 20— 30 см с почвой, просеянной через сито (диаметр отверстий 3 мм) и доведенной до капиллярного насыщения, устанавливают над воронкой с сетчатым дном. Воронка 2 наполнена крупным песком и соединена с резервуаром для воды 3. Расход воды из резервуара по мере всасывания ее почвой пополняется при помощи системы Мариотта, состоящей из аналитической бюретки 5 и ключа 4, соединяющего резервуар с бюреткой. Показания бюретки и дают количество израсходованной воды при испарении за изучаемый промежуток времени. Вентилятор над колонкой почвы способствует более быстрому испарению воды из нее.

Далее

При наличии стока весной испарение по этой формуле рассчитывать нельзя. Величину Фин легко определить по изменению запасов влаги в нижележащих горизонтах. Метод измерения общего испарения в этом случае можно назвать методом изучения динамики влажности почвы во времени.

Далее

Для агрономической практики очень важно знать количество потребляемой влаги, при котором растение дает максимальный урожай. В ряде работ отмечается основной расход влаги, который определяется фактическим испарением — Е. Влагообеспеченность оценивается отношением Е к потенциально возможному испарению Е0, которое наблюдается при данных климатических условиях (температуре, влажности воздуха, скорости ветра).

Далее

Под водопроницаемостью почв и грунтов понимают способность их впитывать и пропускать сквозь толщу горизонтов и слоев воду с поверхности. В первый момент поступления воды в ненасыщенную почву вода впитывается и передвигается в вертикальном и горизонтальном направлениях под влиянием градиентов сорбционных и менисковых сил, а также гидростатического напора. Чем тяжелее почва по гранулометрическому составу, чем больше в ней тонкокапиллярных пор, чем она суше, тем больше воды впитывается. Этот процесс характеризуется коэффициентом впитывания.

Далее

Водопроницаемость в основном следует изучать в природных условиях. Лабораторные исследования должны дополнять и углубдять полевые, но не заменять их.

Далее

При выборе метода необходимо исходить из поставленной цели, а также характера исследования (экспедиционный или стационарный). Для полевых определений водопроницаемости почв наиболее известны метод заливаемых площадей, метод трубок и лизиметрический. Коэффициент фильтрации определяется методом откачки, методом заполнения скважин, с помощью индикаторов.

Далее

В лабораторных условиях можно изучать отдельные процессы (впитывание, фильтрация), а также влияние различных факторов на величины водопроницаемости. Точность лабораторного метода зависит от объема исследуемого образца (чем больше образец, тем точнее результаты). В основном эти методы можно свести к определению водопроницаемости почв и грунтов ненарушенного сложения методом монолитов, а также насыпных образцов.

Далее

Открытие математических, аналогий между различными физическими явлениями в природе способствовало в последние десятилетия широкому внедрению в практику методов моделирования процессов. Математическое моделирование развивается в двух направлениях: построение моделей прямой аналогии на основе известных систем и построение вычислительных машин.

Далее

Электрическую модель задачи изготовляют из различных по проводимости сортов электропроводной бумаги, вырезанной по форме, геометрически подобной различным зонам в натуре.Различные зоны модели склеивают между собой электропроводным клеем (клей электропроводен только в сухом состоянии) «внакладку» шириной в 2—3 см. Место склейки прокатывают резиновым фотографическим валиком.

Далее

Но эквипотенциальные линии на модели соответствуют линиям равного напора в природе. Таким образом, мы получили серию линий равного приведенного напора, численно равного приведенному потенциалу.Напор к определяется по линиям равных напоров. В точках, лежащих между линиями равных напоров, его определяют по интерполяции.

Далее

По физическому состоянию почвенный воздух делят на свободный, адсорбированный и растворенный.Свободный воздух находится в почвенных крупных капиллярных и некапиллярных порах. Наибольшее значение для жизни растений и почвенных процессов имеет воздух, находящийся в крупных некапиллярных порах. Поры обусловливают постоянную аэрацию почвы, заполнены воздухом и при увлажнении, соответствующем общей или полевой влагоемкости, и только при избыточном увлажнении содержат воду. При подсыхании почвы от увлажненного до абсолютно сухого состояния количество воздуха непрерывно возрастает и в конце этого процесса почва из трехфазной системы (твердое тело + +вода + воздух) превращается в двухфазную (твердое тело + +воздух).

Далее

Среди физических свойств почв следует выделить ряд характеристик, которые определяют количественный и качественный состав почвенного воздуха. Это воздухоемкость, воздухопроницаемость и газообмен между почвой и атмосферой (аэрация почвы).

Далее

Объем, занимаемый в почве воздухом, определяют буровым методом (Н. А. Качинский) или с помощью специального аэропикнометра.Вычисляют объем пор, занятых водой (/-V = № • у), и воздухом Р р = Робщ — Рту).

Далее

Количество воздуха или газа, поглощенного сухой почвой, выраженное в мг или мл на 100 г адсорбента, называют адсорбционной емкостью почвы. Она имеет большое практическое значение.По величине емкости поглощения газов можно судить о степени дисперсности почвы и емкости поглощения катионов. По данным исследований, коэффициент корреляции между этими величинами 0,8—0,9. Емкость поглощения имеет значение при внесении в почву газообразных удобрений и ее дегазации.

Далее

Скорость проникновения воздуха или газа в почвенную толщу называют воздухопроницаемостью. В природных условиях это происходит под влиянием атмосферного давления или воды, затопляющей поверхность почвы в период снеготаяния, ливневых дождей и т. д.

Далее

Газообмен между почвой и атмосферой обусловлен диффузией газов, изменением температуры почвы в течение суток, изменением барометрического давления, вытеснением воздуха из почвы при выпадении осадков или при орошении, а также ветром. Значение этих явлений неоднозначно. Одни исследователи считают главным постоянно действующим фактором газообмена диффузию газов (Роммель), другие — изменение температуры почвы в течение суток — «дыхание» почвы (А. Г. Дояренко). Однако в почве одновременно с диффузией происходит и воздухообмен.

Далее

По истечении срока экспозиции титруют раствор 0,01 молярным раствором НС1.Второй бюкс, изолированный от поч- , и а £евг° £п; 5 тар. ВЫ, устанавливают рядом С воронкой мометр.Количество выделившейся из почвы С02 вычисляют по разнице между определениями под воронкой и атмосферой. Расчет выделившейся С02 в кг/га • ч приведен ниже.

Далее

Воздухообмен в почве А. Г. Дояренко определял как процесс выделения почвенного воздуха в суточном цикле изменения температуры почвы и назвал его «дыханием» почвы. Днем почва нагревается, воздух в ней расширяется и часть его вытесняется в атмосферу; ночью же при охлаждении воздух в почве сжимается и часть его захватывается из атмосферы почвой. В настоящее время под термином «дыхание» понимают выделение почвой С02. Ниже описана методика определения «дыхания» на приборе Трофимова.

Далее

Взять пробу почвенного воздуха нелегко. Необходимо принять меры по герметичности аппаратуры, чтобы во взятую пробу не проник воздух атмосферный.В настоящее время пользуются двумя приемами для извлечения воздуха из почвы. Первый — отсасывают пробу буром, погруженным на заданную глубину в почву. При этом остается неизвестным объем почвы, из которой взят воздух. Пробу, полученную таким путем, можно использовать для определения состава почвенного воздуха на определенной глубине и только очень приблизительно можно судить о его количестве. Второй прием — взятие пробы почвы определенного объема и выделение из нее воздуха жидкостью или путем отсасывания насосом. При этом можно определить состав почвенного воздуха и количество его в почве в объемных или весовых единицах.

Далее

Пробу обычно берут металлическим цилиндром 1 вместимостью около 1 л, высотой около 13 см, диаметром 10 см. Нижний конец цилиндра имеет заостренные края для более легкого его погружения в почву (его смазывают вазелином, кроме того, следует иметь иаправитель и шомпол такого же типа, как в приборе Качинского). Почву берут в цилиндр с глубины 0—10; 10—20; 20—30 см последовательно с одного и того же места.

Далее

Свободный или адсорбированный воздух, выделенный из почвы, подвергают анализу. Содержание в почвенном воздухе кислорода и углекислого газа обычно определяют непосредственно, а азота —по разности. Иногда в анаэробных условиях почвы интерес представляют газы ЫН3, Н2Э, С2Н2 и СН4, а также органические газообразные летучие вещества почвенной атмосферы, которые пока еще очень мало исследованы. Существует много методов определения газов — манометрический, вискозиметрический, кондуктометрический, флюоресцентный, адсорбционный, абсорбционный и др., которым посвящены специальные руководства (В. Г. Еремина, 1955; А. В. Соколов, 1958).

Далее

В последнее время для исследования состава почвенного воздуха в практику внедряется адсорбционный хроматографический метод.В этом методе используется газоанализатор ВТИ (рис. 87). Прибор состоит из двухколенной бюретки 1,2 с вилкой 4, соединяющей оба колена, и уравнительной склянки 7; семи поглотительных сосудов 9, состоящих из верхнего и нижнего резервуаров. В верхней части сосудов имеются краны, соединяющие их с гребенкой 12. Ниже крана наносят черту, до которой наливают поглотитель 16.

Далее

Растворенные в почвенном растворе газы встречаются в переувлажненных— заболоченных или орошаемых почвах, на рисовых полях, а также в тех случаях, когда грунтовые воды залегают на небольшой глубине и принимают активное участие в жизни почвы и растений. Растворимость газов в нем неодинакова (табл. 39).

Далее

Окислительные и восстановительные процессы в почве измеряются окислительно-восстановительным потенциалом ЕЙ или ОВП.На величину Е11 большое влияние оказывает наличие в почве элементов переменной валентности Ре (2—3), Мп (2— —3—4), Си (1—2-валентного) н др. При этом элементы, находящиеся в состоянии высшей валентности (окисленные), повышают значение ЕЬ, при низшей валентности — снижают. Резко снижает величину ЕЬ в почве присутствие свежих органических остатков.

Далее

Основной источник тепла в почве — солнечная радиация. Небольшое количество его выделяют некоторые элементы земной коры при радиоактивном распаде, выделяется оно при биологических процессах и химических реакциях, а также при смачивании сухой почвы (теплота смачивания). Приход тепла из нижних нагретых слоев Земли в верхние незначительный и практического значения не имеет. Приток тепла от Солнца и аккумуляция его почвой зависят от географического положения территории, свойств поверхности и верхних горизонтов почвы.

Далее

Опытные станции Государственной метеорологической службы оснащены приборами, позволяющими измерять приходящую и уходящую коротковолновую и длинноволновую радиацию.Прямую солнечную радиацию измеряют термоэлектрическим актинометром Саввинова —Янышевского, суммарную и рассеянную радиацию — пироиометрами разной конструкции.

Далее

Почти во всех почвенных зонах наибольшее количество радиационного тепла идет на испарение, и особенно в южных районах при наличии влаги.Турбулентный теплообмен. Вблизи земной поверхности движение воздуха носит неупорядоченный вихревой характер. С потоком воздуха переносится тепло от почв в атмосферу и обратно (в ночные часы). Теплообмен этот возникает вследствие разницы температур поверхности почвы и прилегающего слоя атмосферы. В местах, защищенных от ветра (на полях между лесными полосами, лесных полянах, в балках и т. д.), по сравнению с открытой местностью величина Р меньше. Тепловой поток в почву В составляет 7—20 % от общей величины Лб и возрастает с севера на юг. Наибольшие его значения в дневные часы (11—13 ч). В ночное время почва теряет тепло, и величина В может иметь отрицательные значения. Так как все составляющие теплового баланса связаны между собой, то увеличение или уменьшение компонентов ЕЬ будет сопровождаться соответствующими изменениями величин Р и В. В пустыне много тепла и мало влаги, там значение ЕЬ невысокое и радиационный баланс расходуется в основном на нагрев атмосферы, почвы.

Далее

Теплофизические характеристики почв включают температурный коэффициент, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и коэффициент теплоусвояемости почв. К их числу нами отнесена и теплота смачивания как дополнительный источник тепла, которая к тому же дает представле-ние об удельной поверхности и гидрофилы-юсти почвы.

Далее

При смачивании абсолютно сухой почвы водой выделяется тепло. Теплота смачивания образуется главным образом за счет уменьшения кинетической энергии молекул воды, адсорбируемых на поверхности почвенных частиц, и гидратации поглощенных катионов. Величина ее зависит от общей поверхности, минералогического и химического состава почвы. Этот показатель имеет важное значение для физической характеристики почвы.

Далее

Следовательно, определив теплоемкость массы и плотность твердой фазы почвы, можно вычислить объемную теплоемкость почвы. Теплоемкость твердой фазы почвы (Св) является аддитивной величиной и равна сумме теплоемкостей составляющих ее компонентов.

Далее

Под теплопроводностью почвы понимают способность поглощать и проводить тепло от слоя к слою в направлении, обратном термическому градиенту, т. е. от горячих в холодные. Количество передающейся через слой почвы тепловой энергии пропорционально градиенту температуры и коэффициенту теплопроводности. Коэффициент теплопроводности (К) равен количеству тепла в Дж, прошедшего в секунду через почву сечением 1 см2 (10 4 м2) при толщине слоя 1 см (10 2 м) и температурном градиенте иа концах слоя в 1 °С. Размерность коэффициента % в системе СИ — Дж/(м • с • °С). Величина теплопроводности почвы зависит от теплопроводности основных компонентов ее (твердой и жидкой фазы).

Далее

Температуропроводность почвы в лабораторных условиях можно определить калориметрическим методом по Кондратьеву. Довольно прост и доступен также метод тонкой пластины с мгновенным импульсом тепла Чудновского, пригодный для полевых и лабораторных условий.

Далее

Кинетическая энергия теплового движения молекул и атомов вещества почвы определяет ее температуру. Последняя сопряжена со свойствами почвы. Так, понижение температуры ниже условно принятого 0° влечет переход жидкой фазы в твердую.

Далее

При решении ряда теоретических и практических вопросов очень важно знать глубину промерзания почвы и грунта. Трудность определения ее в том, что вода в почве начинает замерзать не при нуле, а при более низких температурах. Часто имеет место переохлаждение в системе почва — вода и вода остается в жидком состоянии при отрицательных температурах.

Далее

Электрокинетические свойства почв обусловлены естественным электрическим полем, возникающим на границе раздела твердой фазы и воды или приложенным внешним. Почвенные частицы обычно имеют отрицательный заряд, за исключением гидроокисей Ре и А1, заряд которых меняется в зависимости от pH среды. При наложении внешнего электрического поля частицы передвигаются к аноду или катоду. Явление это носит название электрофореза. Скорость передвижения частиц (см/с) при градиенте потенциала (В/см) называют электрофоретической подвижностью. Электрофорез используется для определения знака заряда частиц, при очистке дрен от заиления и др.

Далее

Сопротивление пасты измеряют в лабораторном датчике при использовании мостика Уитсона. Если измерителем служат приборы ЭСК.-1, АЭ-72, то применяют четырехэлектродный лабораторный датчик. Определив величины V и I, вычисляют величину £ по приведенной выше формуле.

Далее

Движение жидкости в почве под влиянием внешнего электрического поля называют электроосмосом. При наличии электрического поля ионы диффузного слоя вместе с водой перемещаются в направлении тока (к катоду). Перенос воды измеряется коэффициентом электроосмоса (Кз), который равен количеству воды (см8), переносимой через единицу площади капиллярной системы (см2) в единицу времени (с), при градиенте напряжения в 1 В/см. Размерность Кз — см2/В. с.

Далее

Разность потенциалов, возникающая между концами почвенной колонны при протекании через нее жидкости под давлением, называют потенциалом фильтрации (протекания) Еф.В полевых условиях фильтрационный потенциал возникает вследствие выноса избыточных ионов (катионов) из диффузного слоя проходящим потоком воды в направлении его сброса.

Далее

Показатель электропроводности не всегда используют для изучения свойств почвы. Между тем простота и быстрота определения и широкий диапазон этого показателя в связи с изменением физических факторов среды свидетельствуют в его пользу. Кроме того, в связи с широким развитием электрификации сельского хозяйства в СССР в перспективе возможно применение электрического тока и в почвенной технологии — электромелиорация, электросмазка рабочих поверхностей почвообрабатывающих орудий, оструктуривание, обогрев почвы и др.

Далее

При измерении электросопротивления почвы используется метод Кольрауша с применением мостика Уитстона. Падение напряжения в цепи пропорционально сопротивлению проводника; при разветвлении цепи оно одинаково для обоих боковых звеньев.

Далее

Электронно-стрелочный компенсатор ЭСК-1 применяют как в полевых, так и лабораторных’условиях. В качестве датчика используют четырехэлектродную систему.Схема основных узлов прибора приведена на рис. 114. Питание внешней цепи прибора осуществляется от трех сухих элементов 2СЛ-9 и двух батарей ГБ-45 и Б или четырех батарей 1,6 ФМС («Сатурн») и анодной батареи ПМС-75 («Радуга»). Кроме того, внутри корпуса прибора находятся малогабаритные батареи для питания электронных ламп. .

Далее

При увеличении влажности почвы электропроводность % возрастает по мере заполнения пор водой до общей влагоемкости, затем изменяется слабо.Измерение влажности в поле. Электроды и блоки устанавливают в почве на разных глубинах, соответствующих по возможности середине генетических горизонтов. Для этого выкапывают почвенный разрез или закладывают скважины буром, как и для установки гипсовых блоков. При установке датчиков необходимо обеспечить хороший постоянный контакт их с почвой. Датчики проводами соединяют с измерителем, причем провода, находящиеся в почве, изолируют с помощью резиновых трубок.

Далее

Температурный фактор оказывает большое влияние на проводимость почв. В пределе положительных значений (соответствующем изменению их в природных условиях) при повышении температуры проводимость почвы возрастает, а сопротивление падает в связи с уменьшением гидратации ионов и понижением вязкости воды. Поэтому измеренное сопротивление почвы г при температуре I °С приводится к какой-нибудь одной постоянной температуре, например 15 или 20 °С. С понижением температуры сопротивление возрастает. При этом увеличивается вязкость и уменьшается трансляционное движение молекул воды. При изменении температуры от нуля в области отрицательных значений вода переходит в лед. Однако благодаря поверхностной энергии частиц почвы, именно ориентирующего их воздействия, структура молекул воды, находящихся в сфере действия поверхностных сил, искажается и перегруппировка их в лед затрудняется. Поэтому при температуре ниже нуля некоторое количество воды остается незамерзшей (оно уменьшается вместе с понижением температуры).

Далее

Соли почвенного раствора служат источником ионов — переносчиков электрических зарядов. Установлено, что удельное сопротивление раствора солей обратно пропорционально их концентрации. Таким образом, представляется возможность с достаточной для почвенной практики точностью определять общую концентрацию солей в почвенном растворе.

Далее

В настоящее время у нас и за рубежом электрические методы все больше внедряются в почвенно-мелиоративную практику.Существенное влияние на проводимость почвы оказывает структура твердой фазы. Она объединяет компоненты разной проводимости, их расположение, ориентацию. Так, в зависимости от продольной или поперечной ориентации частиц меняется р, что обусловливает электрическую анизотропию в почве.

Далее

Изготавливают 4-электродный датчик с постоянными разносами .между электродами 3—5 см. Смонтированные на твердой и прочной пластине из изолятора электроды вдавливают в стенку разреза в намеченных точках (вдоль линии по стенке и в глубь разреза или траншеи). Измеренные величины р наносят на планшет разреза и проводят изоомы. Как видно на рисунке 121, в верхнем слое почвы во всех точках, через которые проходила почвенная траншея, р> 110 Ом-м, что соответствует выщелоченной части профиля всех компонентов почвенного комплекса. Плотный остаток водной вытяжки при р> >110 Ом-м составляет менее 0,10 % от массы. Во втором слое р = (110—60) Ом-м — плотный остаток водной вытяжки увеличивается и при минимальной величине р< 10 Ом-м — засоление максимальное. Таким образом, по величине р четко выделяются отдельные компоненты почвенного комплекса.

Далее

Величййа потенциалов электрического поля зависит от электрохимических процессов на границе электронных проводников с ионной средой, диффузией ионов водных растворов, а также от термоэлектрических и фильтрационных процессов. При более или менее постоянном течении всех процессов, кроме фильтрации, изменение потенциала естественного поля будет обусловлено в основном фильтрационным полем. При измерении естественного электрического поля применяют способ градиента и способ потенциала (А. С. Семенов, 1968).

Далее

Твердая фаза почвы относится к диэлектрикам с высоким электрическим сопротивлением (103 + 1017) или полудиэлектри-кам (10 6 + 10-9 Ом-м-1). Напомним, что сопротивление проводников 10 8—10-5 Ом-м-1. К - последним могут относиться почвенные растворы, особенно в засоленных почвах.

Далее

Для измерения электрических характеристик применяют мостовые и резонансные схемы. В первой в одно из плеч моста включают измерительный конденсатор, в другое — эталонную емкость и сопротивление. Во второй используют те или иные явления резонансов в колебательном контуре, одним из элементов которого является измерительный конденсатор.

Далее

Магнитную восприимчивость измеряют на приборе ИМВ-2 серийного выпуска, портативном и легком.В полевых условиях им можно воспользоваться для определения объемной восприимчивости непосредственно в разрезе. В лаборатории воздушно-сухую почву измельчают в ступке и просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Образец почвы помещают в коробку объемом 100—150 см3 из немагнитного материала. Почву взвешивают (рд), затем вычисляют плотность почвы в коробке dv, равную (V — объем, занятый почвой).

Далее

Магнитометрический способ основан на определении магнитного поля образца. Он применяется в нескольких модификациях, отличающихся между собой типом индикатора магнитного поля и относительным положением образца и индикатора.

Далее

Для измерения 1п используют рок-генератор ИОН-1, ИОН-2. ИОН-1 разработан в палеомагнитной лаборатории МГУ и состоит из электромотора, опорного генератора, электронного усилителя, фазовращателя, осциллографа и лампового вольтметра. Выпускается серийно. Измеряет направление вектора и величину намагниченности в диапазоне от 5 • 105 до 2- 10 ! СИ об-разцов кубической формы с размером ребра 24 адм.

Далее

Спектроскопические исследования выявляют взаимодействие электромагнитного излучения и вещества, дают информацию о структуре и характере связей, внутри- и межмолекуляриых процессах.Железо и минералы, содержащие железо, играют большую роль в процессах почвообразования (Зонн, 1982), формировании физических свойств почв, в частности магнитных.

Далее

Для компенсации этого нарушения необходимо изменить энергию гамма-излучения. Достигают этого с помощью эффекта Допплера (энергия излучения возрастает при сближении образца и источника и уменьшается при удалении. Величина приращения энергии пропорциональна скорости относительного движения).

Далее

Образец для съемки растирают в ступке до размера частиц 0,1—0,5 мм и помещают в кювету из оргстекла (диаметр ее 30 мм, толщина стенок 0,1—0,2 мм). Масса образца зависит от содержания железа: для съемки железистых конкреций она составляет 150—200 мг, для почв, бедных железом,— 600—800 мг. Следует исходить из расчета: на каждый см2 кюветы должно приходиться железа-57 не более 10 мг. Высокотемпературная съемка ведется в кювете из меди с бериллиевыми окнами. Влажные образцы снимают в кювете, заклеенной вазелином. При активности источника в 40—50 мК на один образец при исследовании большинства почв СССР требуется 1—2 ч. На почвы с низким содержанием железа затрачивают до 12 ч и более.

Далее

Спектр проявляется при наличии в веществе неспаренных электронов (парамагнетики).Для свободных радикалов он изменяется в интервале 1,9— 2,1; для ионов переходных элементов, входящих в состав молекулы, кристаллическую решетку или адсорбированных, g изменяется от 0 до 5—9.

Далее

Радиоактивноть определяют радиометрическими и химикоаналитическими методами. При изучении физических свойств почв и грунтов используют главным образом радиометрические методы, основанные на измерении интенсивности радиоактивных излучений.

Далее

Радиометрическая аппаратура состоит из следующих узлов: детектора, усилителя, пересчетного устройства, счетчика и питания.Детектор преобразует энергию радиоактивного излучения в электрический ток или импульсы. В качестве детектора используют ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилля-ционные счетчики.

Далее

Почвы обладают естественной радиоактивностью в связи с содержанием радиоактивных элементов (уран, торий, радий) или изотопов (калий, кальций, рубидий и др.). Искусственная радиоактивность обусловлена поглощением радиоактивных изотопов, образующихся при ядерных взрывах и при промышленном использовании ядерной энергии. Из hhjí долго-.

Далее

Радиоизотопные методы обеспечивают экспрессные определения влажности и плотности почвы без таких трудоемких операций, как взятие образцов, взвешивание и сушка. Они позволяют наблюдать изменения влажности и плотности почвы в одних и тех же объектах, не нарушая естественного сложения и не изменяя ее состава. В настоящее время широкое распространение получил нейтронный метод определения влажности и метод рассеянного гамма-излучения для определения плотности почвы. В ряде случаев применяют гаммаскопический метод измерения влажности почвы.

Далее

Нейтронный метод основан на преимущественном рассеянии и замедлении быстрых нейтронов ядрами водорода, входящего главным образом в состав воды. В результате этого вокруг источника быстрых нейтронов, введенного в почву, образуется поле медленных нейтронов. С повышением влажности плотность потока последних увеличивается, а линейные размеры поля уменьшаются. О плотности потока можно судить по скорости счета медленных нейтронов, налетающих на детектор.

Далее

Радиоизотопными методами определяется плотность почвы в естественном сложении, быстро и с высокой точностью. Они позволяют контролировать естественное изменение состояния цочвы во времени, а также после воздействия ходовых частей комбайнов, тракторов и машин.

Далее