Влажность почвы - это содержание в почве влаги в трех состояниях (твердом, жидком и газообразном). Влажность почвы выражается в процентах от массы сухой почвы или от объема. От этой величины соотношения, влаги и воздуха в почве, зависит в большей степени рост и развитие растений.

Как определить влажность почвы

Для определения и расчета влажности почвы на дачном участке нужно взять 20 граммов почвы, отмеренной на технических весах с точностью до 0,1 грамма, поместить в предварительно взвешенный металлический или фарфоровый стаканчик (или тигель, который можно купить в специальном магазине "Медицинская техника") объемом 50 миллилитров.

Поставить в духовку с температурой 100 градусов на 5-6 часов.

Самое, конечно, оптимальное - использовать сушильный шкаф, но, как говорится, за неимением...

Высушенную почву взвесьте и рассчитайте содержание в ней воды по формулам:

Полученные результаты помогут вам определить необходимость полива .

Особо надо оговорить следующее. Острая необходимость в поливе возникает при снижении влажности до уровня, при котором растения начинают вянуть. Такой уровень называется влажностью завядания и зависит от вида растений и свойств почвы.

В среднем влажность завядания составляет:

В песчаных почвах -1 -3 процента,

В супесях - 3-6, в суглинках - 6-15,

В глинах - 10-15,

В торфяных почвах - 50-60 процентов.

Оптимальная влажность для растений на песчаных и супесчаных почвах - от 10 до 20 процентов, на глинистых и суглинистых - 20-45.

Влажность почвы это процентный показатель количества воды, содержащейся в почве.

Нелегкая жизнь кротов, или для чего почве нужна вода?

Кто-то может подумать, что в почве должна содержаться вода, чтобы кроты не погибли от жажды. Каким бы неожиданным и странным не показалось такое мнение, но и в нем есть доля истины: влага действительна важна для многих подземных обитателей. Но это не самая важная задача воды, есть и другие.

Что же это за основные задачи?

• обеспечение водой растений.
• уровень влажности почвы влияет на содержание воздуха, ее засоленность и содержание токсичных веществ.
• поддержка почвенной структуры, пластичности и плотности.
• воздействие на температурный режим и теплоемкость.
• предотвращение выветривания почвы.
• определяет готовность земли к сельскохозяйственным и агротехническим мероприятиям.

На вкус и цвет…

Вода и почва просто созданы друг для друга. Также как воздух и огонь. На что еще влияет влажность почвы? Количество воды, содержащейся в почве, оказывает влияние на цвет. Чем более влажная почва, тем она кажется темнее. Это может ввести в некоторое заблуждение, ведь по цвету почвы определяют на глаз уровень ее плодородности. Чем больше в почве содержится перегноя, тем она темнее.

Отсюда, кстати, произошел термин «чернозем» — богатая в органическом отношении почва, «черная земля».

Итак, влажность почвы — это важный параметр агротехнический параметр в почвоведении, геологии, экологии, садоводстве, оказывающий серьезное влияние на полноценное функционирование такой экологической системы как биогеоценоз.

…аршином общим не измерить?

Если в природе существует какой-то параметр, возникает желание непременно его измерить — из любопытства, научных или практических соображений.

Каким же образом проводится определение влажности почвы? Разумеется, способов существует несколько, и время от времени появляются новые.

Кто-то сидит изобретает вечный двигатель и разрабатывает искусственный интеллект, а кто-то ломает голову над вопросом — как бы еще исхитриться и нестандартно измерить уровень влажности почвы?

Можно с уверенностью сказать, что на сегодня существую следующие методы определения влажности почвы:

1. Термостатно-весовой.
2. Радиоактивный — замер излучение радиоактивных элементов, размещенных в почве.
3. Электрический — измерение почвенного сопротивления, проводимости, индуктивности и емкости.
4. Тензометрический — основан на разнице напряжения воды между границами фаз.
5. Оптический — базируется на отражаемости световых потоков.
6. Экспресс-методы (в первую очередь, органолептический).

Наиболее простыми и популярными являются первый и последний методы — термостатно-весовой и органолептический. Первый из них более точен, а второй занимает минимум времени и не требует специального оборудования.

Золотые руки — органолептический метод

Для проведения экспертизы этим способом достаточно просто взять в руку горсть земли и оценить ее качества. В терминах уровни градации выглядят так:

1. Сухая земля — рука не ощущает прохлады, сжатие почвы не приводит к образованию комка, грунт рассыпается.

1. Свежая земля — чувствуется прохлада, при сжатии образуется достаточно устойчивый почвенный комок.

1. Влажная земля — явное ощущение прохлады в руке, сжатие образует плотный комок, но при попытке его раскатать он разрушается.

1. Сырая земля — после контакта с почвой рука остается мокрой, грунт пластичный — можно лепить и раскатывать.

1. Мокрая земля — вода стекает по рукам, почва очень липкая, блестящая.

Духовка для выпечки почвы — термостатно-весовой метод

Метод очень точный, и при этом не особо сложный. Но здесь потребуется некоторое оборудование: весы, термостат, бур и несколько бюксов. С помощью бура берутся несколько проб земли на разной глубине и с разных участков. Затем земля взвешивается, распределяется по бюксам — термостойким стаканчикам (их вес заранее известен).

После этого пробы грунта высушиваются в термостате, пока полностью не утратят влагу. Остается лишь взвесить их и вычислить разницу между начальной и конечной массой — это и будет вес содержавшейся в почве воды.

Необходимо помнить, что своевременное и правильное определение влажности почвы позволяет сократить расход водных ресурсов и связанные с ним косвенные расходы на нерациональное использование удобрений, потерю урожая и ухудшение качества продукции. Расчетные методы и рекомендации по оптимальному уровню увлажнения позволяют определять точное количество воды для растений, что препятствует вымыванию удобрений, стимуляторов и гербицидов в нижние слои почвы, а также исключает дефицит воды для растений, позволяя получать высокий урожай экологически безопасной продукции.

Термостатно-весовой метод является основным и наиболее точным методом определения влажности почвы. Также этот метод прост и, несмотря на определенные затраты времени, позволяет обойтись без дорогостоящих приборов.

Для определения влажности требуются следующие инструменты и принадлежности:
1. Бур для забора проб длинной 60-100 см (в зависимости от глубины корнеобитаемого слоя почвы), на котором через каждые 10 см нанесены метки. На фото показан наконечник.
2. Термостойкие стаканчики (бюксы), обычно алюминиевые, которые предварительно взвешивают и наносят пустой вес на крышку. Удобно подобрать коробку, куда плотно выставляются стаканчики для транспортировки в поле.
3. Весы с ценой деления 0,1 г (или 0,01 г) и максимальным измеряемым весом не менее 200 г
4. Сушильный шкаф-термостат с температурой сушки 105°С

Процесс взятия проб выглядит следующим образом:

Собирается нужное количество стаканчиков, пластина, нож и почвенный бур.
После прибытия на место взятия проб почвы, выбирается место где имеется характерная густота посевов (посадок) растений. Для точности эксперимента необходимо выбрать место забора рядом с корневой системой растения (в рядке, если растения растут на гребне — на самом гребне). После выбора места его слегка притаптывают (но не утрамбовывают), это необходимо для того чтобы сухой верхний слой в процессе не осыпался внутрь лунки.
Затем рядом ставят пластину и на нее стаканчик для почвы. Можно обойтись без пластины если почва сухая, и ко дну стаканчик ничего не прилипает.

Далее буром прокалывают почву до первой метки, слегка поворачивают бур и вынимают. Ножом аккуратно высыпают грунт в стаканчик и сразу плотно его закрывают, во избежание испарения влаги, и ставят в коробку.
Вторую пробу берут до следующей отметки. После того как бур вынули, начиная со второй отметки, необходимо срезать почву выше отметки 10 см, т.к. эта почва которая осыпалась или срезалась наконечником в процессе погружения бура в почву.
Должно получиться так:

Необходимо отметить, что наконечник нужно тщательно очищать от почвы перед каждым погружением.
Если почва в нижних слоях влажная, которая не осыпается (либо забор производится на тяжелых и средних почвах), то для ускорения можно вычищать требуемый слой, а затем выкидывать остатки.

Примечание. Для точности эксперимента необходимо сделать забор проб на одной точке в трех повторностях.

После заполнения всех стаканчиков их аккуратно (чтобы они не перемешались) транспортируют в лабораторию где производят взвешивание и занесение данных в журнал.

Для автоматизации и ускорения расчетов мы используем MS Excel. Заполняем столбцы № бюкса, вес пустого стаканчика, вес стаканчика с сырой почвой. открываем стаканчик и ставим на поднос.

Далее образцы помещаются в сушильный шкаф, в котором выставлена температура 105 градусов С, и сушим не менее 6 часов.
После сушки вынимаем поднос и незамедлительно закрываем стаканчики, чтобы влага из воздуха не адсорбировалась в почву. Затем стаканчики остужаем 10-15 минут и взвешиваем, заполняя в таблице столбик вес стаканчика с сухой почвой.

Расчет в таблице ведется таким образом:
Столбец «Масса сухой почвы (на рисунке обозначен O)» = «масса бюкса с сухой почвой (N)» — «масса бюкса (L)»
Столбец «масса испарившейся воды (P)» = «масса бюкса с сырой почвой (M)» — «масса бюкса с сухой почвой (N)»
Столбец «процент влажности (R) = «масса воды (P)» / «масса сухой почвы (O)» * 100%

Чтобы узнать количество влаги в почве в % от наименьшей влагоемкости, нужно знать количество воды которое слой почвы способен удерживать в порах без сброса в нижние слои. Это определяется опытным путем с помощью заливных площадок на которых измеряют влажность в течение 3-5 дней (в зависимости от типа почвы), когда значение относительной влажности установится на более-менее постоянном уровне — это и следует считать значением 100% НВ (наименьшая влагоемкость или ППВ — предельно-полевая влагоемкость).

Текущее значение влажности слоя почвы в %НВ = «отн. влажность (R)» / «значение отн. влажности при 100% НВ» * 100%

Чтобы определить влажность почвы корнеобитаемого слоя необходимо взять среднее значение всех слоев до нужной глубины.
Для ускорения расчетов нормы полива можно составить таблицу запасов влаги (обычно в т/га или куб.м/га) в разных слоях почвы и при разных значениях %НВ. После этого можно быстро рассчитать необходимое количество поливной воды для фактического значения НВ и планируемого значения НВ, разница и есть норма полива. При разных способах полива норму необходимо немного увеличить, учитывая потери на испарение, сток и т.п. Более подробно о нормах, технике и способах полива можно узнать из наших .

Удачи в работе и высоких урожаев!

А.М. Меньших, к.с-х.н.

Страница 2 из 6

Тема 2. Методы определения влажности почвы

Задание. Знать методы определения влажности почвы, уметь пользоваться оборудованием и приборами при определении влажности.

Вода участвует во всех почвенных процессах, она является незаменимым фактором жизни растения. Рост и развитие растения находится в тесной связи с влажностью почвы. Влажность почвы характеризуется содержанием влаги в ней, ее выражают в процентах к массе сухой почвы, в процентах к обьему почвы, в процентах к полевой влагоемкости. В зависимости от целей и задач влажность почвы определяют по отдельным частям пахотного слоя, на глубину расположения корневой системы, на глубину одного – двух, а иногда трех метров. Для определения влажности почвы применяются следующие методы:

2.1. Термостатно-весовой метод определения влажности почвы. Пробы почвы для определения влажности берут в полевых условиях специальным почвенным буром, погружая его с помощью специальных меток на штанге на заданную глубину. Повторность отбора почвенных проб 4 - 6-кратная.

Образцы почвы массой 20 - 90 г, извлеченные с помощью бура, помещают в бюксы с плотно закрывающимися крышками. Бюксы доставляют в лабораторию и взвешивают на технических или электротехнических весах ВЛТК-500.

Перед взвешиванием бюкс и его крышку тщательно протирают, чтобы очистить от прилипшей почвы, пыли и др. Крышку надевают на дно бюкса, взвешивают, показания весов заносят в заранее подготовленную таблицу.

После этого бюксы помещают в сушильный шкаф, сначала на верхнюю полочку, затем на среднюю и в последнюю очередь на нижнюю. Если в момент такой загрузки сушильного шкафа один из бюксов опрокинется, то его почва не попадет в другие бюксы и не вызовет ошибки в определении влажности.

Почву, богатую органическим веществом, сушат при температуре 105°С до постоянной массы в течение 7 - 8 ч.

И. С. Грабовский предложил видоизмененный весовой метод определения влажности, заключающийся в том, что образцы сушат при температуре 140 - 1500С. Процесс высушивания при этом продолжается 2 - 2,5 ч, что ускоряет проведение анализа. Погрешность определения в сторону завышения показателя составляет всего 0,1 - 0,6 %.

Метод ускоренной сушки при температуре 140 - 150°С, учитывая значительную экономию времени и электрической энергии можно применять для определения влажности малогумусных песчаных, супесчаных и суглинистых почв.

Теплые бюксы с почвой переносят в эксикаторы, на дне которых имеется хлористый кальций. После охлаждения в эксикаторе взвешивают.

Влажность почвы определяют по формуле 1:

Где: В - влажность почвы в % от массы ее в сухом состоянии;

А - масса испарившейся воды, г;

Р - масса сухой почвой, г.

Все данные при определении влажности почвы весовым методом заносятся в таблицу 8, в которой дан пример полного расчета для одного слоя почвы.

Таблица 8

Суммируя показатели влажности почвы, соответствующего слоя всех повторений и разделив сумму на количество определений, находят среднюю влажность данного слоя. Подобным образом поступают и при расчетах средней влажности исследуемого слоя почвы. Полученный результат затем используют при определении запасов влаги в почве или при установлении поливной нормы.

Лабораторно-практические занятия проводят по звеньям, в каждое из которых входят 3-4 человека. С целью развития у студентов умения анализировать экспериментальные данные, образцы почвы при определении влажности следует отбирать на двух-трех различных по увлажнению агрофонах.

2.2. Метод ускоренной сушки. Спиртовой метод определения влажности почвы. Образцы почвы при этом методе высушивают путем спиртового обжига. Метод основан на способности спирта поглощать воду из почвы, а при сгорании испарять ее.

Техника определения влажности почвы, предложенная П. В. Ивановым (1953 г) заключается в следующем. В стандартные алюминиевые бюксы, предварительно взвешенные, помещают ровным слоем 10-15 г исследуемой почвы и взвешивают. Затем в бюксы наливают 4-5 мл спирта, стараясь при этом равномерно смочить почву, и поджигают его. Эту операцию повторяют 2-4 раза, используя 2-3 мл спирта.

После каждого обжига бюксы встряхивают, чтобы более равномерно и быстро высушить почвенный образец. Не следует перемешивать образец спичкой или деревянной палочкой, так как часть почвы остается на этих предметах и точность определения снижается. Из-за недостатка кислорода в бюксе сгорания органического вещества почти не происходит. После последнего обжига спиртом бюксы охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Влажность почвы при спиртовом методе определения вычисляют так же, как и при весовом. Спиртовой метод определения влажности достаточно точен для слабогумусированных почв. Расхождение по сравнению с высушиванием в сушильном шкафу для песчаных и супесчаных почв не превышает ±0,2%. В почвах, богатых органическим веществом, ошибка значительно больше и составляет 1,1-1,2 %.

Спиртовой метод определения влажности почвы может осуществляться и другим способом. Навеску почвы обрабатывают спиртом, крепость которого должна быть не менее 80%. Концентрацию спирта измеряют специальным ареометром до и после, смешивания с почвой (С0-С1). Содержание воды в навеске (А) , вычисляют по формуле:

Где в - масса взятого спирта, г.

Дальнейший расчет производят так же, как и при весовом методе.

Спиртовой метод определения влажности отличается быстротой и не требует сложного оборудования. Для анализа можно использовать этиловый, метиловый, пропиловый и древесный спирты, соблюдая при этом правила техники безопасности.

Спиртовой метод положен в основу изготовления оригинального влагомера карманного типа, с огневой сушкой. Огневой влагомер позволяет сократить время искусственной сушки образцов почвы до 8-10 мин.

Основная ячейка влагомера состоит из металлической пластинки-основания, пластинки для размещения на ней таблетки сухого спирта и полукруглой подставки для почвенного стаканчика. В приборе имеются четыре ячейки для сушки одновременно четырех проб. Кроме того, в комплект прибора входят десять бюксов, весы, складной почвенный бур для взятия почвенных образцов до глубины 60 см и нож для выемки проб из бура.

2.3. Косвенный метод при помощи электровлагомера «Днестр – 1». С помощью прибора «Днестр-1», сконструированного Л. Н. Бабушкиным (1965), определяют влажность почвы в процентах наименьшей влагоемкости без извлечения почвенных образцов.

Принцип действия прибора «Днестр-1» основан на зависимости электродвижущей силы поляризации металлических электродов, возникающей при прохождении постоянного тока, от влажности почвы, с которой они соприкасаются.

Электрощуп «Днестр-1» предназначен для определения влажности почвы с целью диагностики сроков полива на орошаемых участках при температуре почвы от +1 до +50°С. Рабочий диапазон прибора от 25 до 110 % наименьшей влагоемкости.

«Днестр-1» можно применять на удобренных или слабозасоленных почвах (хлоридное засоление до 0,2 %, сульфатное до 0,5 %). Погрешность показаний не более ±5 % наименьшей влагоемкости; время определения - 1 мин.

Конструктивно прибор выполнен в виде двух отдельных частей: измерительного щупа с соединительным шнуром, и источника питания с блоком указателем.

Измерительный щуп состоит из двух металлических электродов, припаянных к плоским токоведущим пружинам, наконечника, и защитного кожуха.

Перед использованием прибора необходимо проверить установку стрелки микроамперметра на нулевую отметку шкалы. Для этого первый тумблер ставят в положение «выкл.», а второй - в положение - «отсчет», вращая с помощью отвертки шлиц корректора микроамперметра, устанавливают стрелку прибора на отметку «0».

Для определения влажности почвы электрощуп соединяют с прибором кабельной вилкой, вдавливают его в почву на требуемую глубину и открывают, для чего, придерживая рукоятку, поднимают скобу с кожухом вверх до упора (рис.1).

Влажности на поправочный коэффициент, который определяют по графику 1. После снятия отсчета опускает кожух щупа, извлекают его из почвы и очищают контакты и стержень. Правила пользования прибором и градуировочная таблица перевода показаний микроамперметра в % НВ при рабочем токе 60 мкА помещены на панели прибора (Приложение 1).

1. График поправочных коэффициентов с учетом температуры почвы.

При работе на сухих почвах (с влажностью ниже 61% НВ) используют рабочий ток 32 или 16 мкА, а при влажности почвы выше 92 % НВ - 100 мкА.

Для пересчета данных в проценты к массе сухой почвы необходимо знать ее наименьшую влагоемкость. Например, наименьшая влагоемкость темно-каштановой, среднесуглинистой почвы равна 20 % от ее массы в сухом состоянии. При определении влажности прибором «Днестр - 1» получили величину, равную 76 % НВ. В данном примере влажность почвы в процентах к ее абсолютно сухой массе находят следующим образом: х =76 20/100= 15,2%.

Данные измерений записываются в таблицу 9.

Таблица 9

Определение влажности почвы

2.4. Определение влажности почвы при помощи тензиометра АМ -20-11 .

Принцип работы прибора. Действие тензиометра основано на способности сосущей силы почвы вызывать понижение давления (разрежение) в замкнутом сосуде, объем воды в котором соединен с почвой через пористый наконечник. Величина разрежения или сосущая сила почвы изменяет положение центра мембраны, представляющей собой чувствительный элемент прибора и одновременно являющийся участком поверхности замкнутого сосуда, содержащего определенный объем воды. Почва, в силу присущих ей свойств, через пористый наконечник начинает всасывать из герметически закрытого объема воду, вследствие чего мембрана тензиометра прогибается внутрь. В прогнувшейся мембране возникают силы упругости, действующие в направлении, противоположном сосущей силы почвы. Когда указанные силы сравняются по своей величине, наступает равновесие, и процесс высасывания воды из тензиометра прекращается. Если сосущая сила почвы уменьшится, то произойдет обратный процесс: под действием преобладающих упругих сил мембраны тензиометр начнет всасывать воду из почвы, и центр мембраны начнет возвращаться к начальному положению. Когда сила упругости мембраны сравняется с сосущей силой почвы, процесс всасывания из почвы прекращается. Таким образом, увеличение и уменьшение сосущей силы почвы полностью характеризуется положением центра мембраны. Величина прогиба центра мембраны измеряется индикатором. После окончания измерения индикатор снимается наблюдателем. Одним съемным индикатором можно обслужить группу тензиометров. Несовпадение показаний тензиометров при установке разных индикаторов может быть в пределах ±0,25 малого деления шкалы индикатора.

Устройство прибора . Тензиометр (рис. 2) Состоит из следующих узлов и деталей: герметичный объем, состоящий из трубки 7, длина которой соответствует

Подготовка прибора к работе. При получении тензиометра следует ознакомиться с его описанием и проверить наличие комплекта. Во избежание замасливания наконечника тензиометра до момента установки прибора в почву, также как и запасные наконечники, должен быть защищен полиэтиленовым чехлам. Незащищенный наконечник трогать руками и вводить в соприкосновение с другими предметами ВОСПРЕЩАЕТСЯ