TOPRAK SU KAPASİTESİ, toprağın su tutma kapasitesini niceliksel olarak karakterize eden bir değer; Toprağın, kılcal ve emme kuvvetlerinin etkisi nedeniyle drenajdan kaynaklanan belirli miktarda nemi emme ve tutma yeteneği. Topraktaki nemi tutan koşullara bağlı olarak, çeşitli su tutma türleri ayırt edilir: maksimum adsorpsiyon, kılcal, minimum ve toplam.

Maksimum adsorpsiyon TOPRAĞIN NEM KAPASİTESİ, bağlı nem, emilen nem, yaklaşık nem - emme kuvvetleri tarafından tutulan en büyük sıkı bağlı su miktarı. Toprağın granülometrik bileşimi ne kadar ağırsa ve içindeki humus içeriği ne kadar yüksek olursa, üzüm ve diğer mahsuller için neredeyse erişilemeyen topraktaki bağlı nem oranı da o kadar büyük olur.

Toprağın kılcal nem kapasitesi - kılcal (menisküs) kuvvetler tarafından yeraltı suyu seviyesinin üzerinde toprakta tutulan maksimum nem miktarı. Belirlendiği katmanın kalınlığına ve yeraltı suyu tablasından uzaklığına bağlıdır. Katmanın kalınlığı ne kadar büyükse ve yeraltı suyu tablasından uzaklığı ne kadar kısa olursa, kılcal gözeneklilik o kadar yüksek olur. Yeraltı suyu tablasından eşit mesafede değeri, toplam ve kılcal gözenekliliğin yanı sıra yoğunluğuna göre belirlenir. toprak. Kılcal su kaynağı ile bağlantılı olan kılcal saçaktır (yeraltı suyu seviyesi ile toprak ıslatma cephesinin üst sınırı arasında sıkışan nem tabakası). Yeterli ısı ve taze yeraltı suyu koşullarında, kök tabakasının alt kısmında kılcal saçak varlığında üzümlerin, özellikle sofralık çeşitlerin yerleştirilmesine izin verilir. Tuzlu olduğunda yeraltı suyuÜzümlere zarar veren tuzlanmayı önlemek için kılcal saçak kök tabakasının altında olmalıdır. Kılcal su toprağın kültürel durumunu karakterize eder. Toprak ne kadar az yapılandırılmışsa, içindeki nemin kılcal yükselişi o kadar fazla olur, fizikseldir. buharlaşma ve sıklıkla kolayca çözünebilen maddelerin üst kısmında birikim. ve üzümlere zararlı tuzlar.

En küçük TOPRAK SU KAPASİTESİ, tarla TOPRAK SU KAPASİTESİ - toprağın gerçekte tuttuğu su miktarı. doğal koşullar buharlaşma ve ilave su akışı ortadan kaldırıldığında denge durumunda. Bu değer granülometrik ve mineralojik değerlere bağlıdır. Ve kimyasal bileşim toprak, yoğunluğu ve gözenekliliği. Sulama oranları hesaplanırken kullanılır. Toprağın toplam su kapasitesi, tüm gözeneklerin tamamen suyla dolu olması koşuluyla toprağın nem içeriğidir. Su temini tamamlandığında toprak parçacıkları arasındaki geniş boşluklarda bulunan nem, doğrudan su yüzeyi veya suya dayanıklı bir katman tarafından tutulur. Bir toprağın su kapasitesi toplam gözenekliliği ile hesaplanır. Toplam V. p'nin değeri, oluşmadan su emme kabiliyetini hesaplarken gereklidir. yüzey akışı Toprağın su verimi kapasitesini, şiddetli yağışlar sırasında yeraltı suyunun yükselmesini veya bağların sulanmasını belirlemek için kullanılır.
Literatür: Rode A. A. Toprak nemi doktrininin temelleri. - L., 1992-1969.
- Bölüm 1-2; Toprak Bilimi / Ed. I. S. Kauricheva. - 3. baskı, - Moskova,
1982.

Mevcut dinamiklerin incelenmesi besinler toprakta beslenme rejiminin doğrudan bağlantılı olduğu bitkilerin gözlemleri, mikrobiyolojik süreçlerin gelişimi ve toprağın su özellikleri ile birleştirilmelidir.
Çoğu zaman, tarla koşullarında zirai ilaç araştırması sırasında, bitkilerin kullanabileceği su rezervlerindeki değişikliklerin dinamiklerini hesaba katmak gerekir. Topraktaki kullanılabilir su miktarı, toplam su kaynağı ile mevcut olmayan nem kaynağı arasındaki farkla belirlenir; bu, nem içeriğinin azalmasıyla veya daha az doğrulukla maksimum higroskopisiteyle değerlendirilir. Geleneksel tarım uygulamalarının (gübreleme, yapıdaki değişiklikler) nem içeriğinin solması üzerinde çok az etkisi vardır; Kumlu toprak kazma veya kil zımparalama yöntemlerinin bu değer üzerinde daha dramatik etkisi vardır.
Maksimum tarla nem kapasitesinin değeri, sulama oranını, hava içeriğini vb. belirlemek için bilinmesi gereken toprakta tutulan maksimum toplam ve faydalı nem rezervlerini yargılamak için kullanılır. Ekim sırasında toprak bileşimindeki değişiklikler ve değişiklikler toprak yapısında bu değeri gözle görülür şekilde etkileyebilir.
Oluşturmak optimal koşullar Vejetasyon denemelerinde bitki büyümesi için, sulama sırasında toprak nemi toplam nem kapasitesinin %60-70'ine veya kılcal kapasitenin %70-80'ine veya en düşük nem kapasitesinin %100'üne ayarlanır.
Maksimum alan nem kapasitesi, toprağın bol nemden sonra nemi pratik olarak sabit bir durumda tutma yeteneğini ve yerçekiminin etkisi altında tüm fazla suyun sızmasını yansıtır. Tespit doğal koşullar altında yapılır. Derin yeraltı suyu ile maksimum saha nem kapasitesi gerçek minimum nem kapasitesini gösterirken, yakın yeraltı suyu ile bu değeri önemli ölçüde aşarak kılcal nem kapasitesi değerine ulaşabilmektedir. Belirlerken yeraltı suyunun derinliği belirtilmelidir.
Toprak ıslah çalışmaları kılavuzu aşağıdaki belirleme prosedürünü önermektedir:
Verilen alan için tipik olan düz bir alan seçin. Sulama suyunun yayılmasını önlemek için 2 m x 2 m ölçülerinde bir platform, 20-30 cm yüksekliğe kadar sıkıştırılmış toprak rulo ile dışarıdan çevrelenir. Platformun ortasında 1 l x 1 kare ahşap veya demir çerçeve bulunur. m, kenar yüksekliği 15-18 cm olacak şekilde monte edilmiştir ve kenarlığı iç kısım boyunca bir bıçakla belirtilmiştir. Daha sonra çerçeve çıkarılır ve toprakta, çerçevenin 6-8 cm derinliğe kadar sıkıca oturacağı genişlikte bir delik açmak için bir bıçak kullanılır. 5-6 cm'lik bir şerit Çerçeve yoksa, iç alan sıkıştırılmış toprak silindiri ile çevrelenir. 1 m2'lik iç alan kayıt alanıdır; kayıt alanından gelen suyun yanlara yayılmasını önleyen koruyucu bir şerit ile çevrelenmiştir.
Sahanın yakınında, nem içeriğini, hacimsel ve özgül ağırlığı belirlemek ve gözenekliliği hesaplamak için genetik ufuklar boyunca toprak örneklerinin alındığı duvarda bir toprak bölümü döşenir ve tanımlanır.
Sahaya ve 1 m kalınlığındaki toprak katmanını tamamen suyla doyuracak miktarda su sağlanmalıdır. Su hacmini hesaplamak için toprak katmanındaki mevcut su rezervine ve bunun toplam gözenekliliğine ilişkin veriler. katman kullanılır; Daha iyi ıslanma sağlamak için hesaplanan sulama oranı bir buçuk kat artırılır.
Bozkır bölgesi için, killi ve ağır tınlı toprakların gözenekliliği %45-50, orta ve hafif tınlı topraklar - 40-45, kumlu tınlı - 35-40 ve kumlu %30-35 arasında değişmektedir; Bu verileri kullanarak sahayı su basması için gereken su hacmini yaklaşık olarak hesaplamak mümkündür. Örneğin, katmanın toplam gözenekliliği %45 ve 1 metrelik katmanda 1500 m3/ha su rezervi varsa, 1 metrelik toprak katmanını doyurmak için 10000 1 45/100 -1500 = 3000 gerekir. m3/ha veya 300 l/m2.
Yeterli miktarda su hazırladıktan sonra, yüzeyin aşınmasını önlemek için su akışının altına bir kontrplak levha veya 10 santimetrelik bir saman tabakası yerleştirerek koruyucu şeride ve kayıt platformuna su sağlamaya başlarlar. Öncelikle su tabakasının toprak yüzeyinden yüksekliği 2-3 cm olacak şekilde ayarlanır, üst katman toprak doygun hale getirilecek, su temini artırılacak ve su tabakası 5-6 cm'ye getirilecek, bu da hesaplanan normun tamamı tükenene kadar muhafaza edilecektir. Su emildikten sonra alan ve koruyucu şerit, yüzeyden buharlaşmayı azaltan bir saman, çimen veya başka malzeme tabakasıyla kaplanır ve üstüne bir toprak tabakasıyla bastırılır.
Kumlu topraklarda ilk metredeki fazla suyun sızması genellikle 1-2 gün sonra, tınlı topraklarda - 3-5 gün sonra ve killi topraklarda - 5-10 gün sonra sona erer. Ertesi gün bu süreler geçtikten sonra şantiyede 4-5 yerden 10 cm'de bir katmanlar halinde matkapla toprak örnekleri alınarak toprak nemi belirlenir. Bir veya iki gün sonra numune alma ve nem tespiti tekrarlanır. Bu süre zarfında üst ufuklardaki nem azalmış, alt ufuklardaki nem ise artmışsa su sızıntısı devam ediyor demektir; bu durumda nem tespiti bir veya iki gün sonra tekrarlanmalıdır. Nem %1'den daha az değiştiyse, nem belirleme işlemi artık tekrarlanmaz ve suyun yavaş hareketi devam etmesine rağmen değeri maksimum saha nem kapasitesi olarak alınır.
Maksimum tarla nem kapasitesinin değeri mekanik bileşime bağlıdır (kumlu tınlı toprak için %20'den ağır tınlı toprak için %40'a kadar değişir) ve derinlikle birlikte azalır. Tınlı toprağın maksimum nem kapasitesi aynı zamanda bileşimine de bağlıdır; işleme teknikleri, yapıdaki değişiklikler ve kireç ilavesi de bu değeri etkiler.
Maksimum alan nem kapasitesi, her ufuk için katman katman hacmin yüzdesi olarak hesaplanır. Maksimum tarla nem kapasitesi toplam gözenekliliğin %70-80'i kadarsa bu durum mahsuller için olumlu kabul edilir; %80-90'da - vasat ve% 90'ın üzerinde - yetersiz.

Kılcal nem kapasitesi, toprak ve toprakların ağırlık veya hacim yüzdesi veya cinsinden ifade edilen, kalınlıkları içinde mümkün olan maksimum miktarda kılcal suyu (yerçekimi formuna dönüştürmeden) tutma yeteneğidir. metreküp 1 hektar için. Bu nedenle kılcal su kapasitesi, toprağın su tutma kapasitesinin kılcal-menisküs kuvvetleri tarafından belirlenen üst sınırını temsil eder. Bu nedenle kılcal nem kapasitesinin değeri (kılcal su tutma kapasitesi) genel olarak toprakların ve toprakların kılcal gözenekliliğine karşılık gelir. Topraklardaki kılcal ve kılcal olmayan gözeneklilik arasındaki sınır ve farklar keyfi olduğundan ve bir dizi geçişle temsil edildiğinden, kılcal nem kapasitesinin değeri biraz keyfidir, bir dizi faktöre bağlı olarak değişir.
Yeraltı suyu seviyesi yakın olduğunda (1,5-2,0 m), kılcal saçak toprak kalınlığını yüzeye doğru ıslattığında toprağın kılcal nem kapasitesi en büyük değerlerle karakterize edilir, çünkü kılcal nem kapasitesi bu durumda ince ve büyük gözenekler ve kılcal damarların menisküslerinin toplam emme aktivitesinden kaynaklanır. Bu durumda kılcal nem kapasitesi topraktaki kılcal destekli su içeriğinin mümkün olan maksimum değerine karşılık gelir. Kılcal nem kapasitesinin en doğru değeri bu durumda arazide toprak yüzeyinden yeraltı suyu seviyesine kadar katman katman nem oluşturularak belirlenir. 1,5 metrelik orta tınlı toprak katmanı için bu, hacimce %30-40'a veya yaklaşık 4500-6000 m3/ha'ya karşılık gelir.
Derin yeraltı suyu seviyesinde toprağın kılcal nem kapasitesi yalnızca nispeten ince gözeneklerin ve kılcal damarların çalışmasıyla ilişkilidir. Bu durumda değeri, toprakta tutulan kılcal asılı suyun mümkün olan maksimum hacmine karşılık gelir. Kılcal askıda su durumunda nem kapasitesi değeri toprağın yapısına ve mekanik bileşimine bağlı olarak 1 metrelik katman için 2000-3500 m3/ha ve 3000-3500 m3/ha olan hacimce %20-35 aralığında değişir. 1,5 metrelik katman için 3000-3. 5250 m3/ha.
Çoğu zaman kılcalda asılı suya göre nem kapasitesine en düşük nem kapasitesi (HB) adı verilir. P.S. tarafından tanıtılan bu terim. Kossovich, derin yeraltı suyu seviyesindeki topraklarda, artan kılcal saçakların destekleyici etkisinin bulunmadığı ve gözenekli toprak sisteminin, yerçekimi suyunun serbest çıkışından sonra kalan en küçük miktarda nemi tuttuğu fikrine dayanmaktadır.
Kılcal nem kapasitesi, toprağın su tutma kapasitesini açıkça aşan bir su hacmi ile toprağın uzun süreli ön nemlendirilmesi yöntemiyle laboratuvarda veya sahada bir monolit üzerinde belirlenebilir. Suyla dolan toprak belirli bir süre buharlaşmaya karşı korunur. Yerçekimi suyuna birkaç gün boyunca toprak ufuklarından serbestçe akma fırsatı verilir. Daha sonra toprakta tutulan nem miktarı belirlenir. Bu değer toprağın kılcal (askıda) nem kapasitesine (en düşük nem kapasitesine) karşılık gelecektir. Belirli tarla koşulları için belirlenen kılcal nem kapasitesine toprağın tarla nem kapasitesi (saha sınırlayıcı nem kapasitesi, tarla su tutma kapasitesi) adı verilir.
Toprak doğal şartlarda bu “sınır” miktarın üzerinde kılcal su tutamaz. Toprak neminin su tutma kapasitesinin ötesinde artması, aşağı doğru akan veya yeraltı suyunu besleyen yerçekimi suyunun oluşmasına neden olur.
Toprağın “maksimum alan nem kapasitesi” (MFC) kavramı, su ıslahı uygulamalarında yaygın olarak kullanılan önemli bir hidrolojik özelliktir. Maksimum alan nem kapasitesinin değeri bir dizi faktöre bağlıdır.
Killi ağır mekanik bileşime sahip topraklar, 1 metrelik bir katman için 3500-4000 m3/ha, hafif kumlu tınlı ve kumlu mekanik bileşime sahip topraklar - 2000-2500 m3/ha gibi geniş bir alan nem kapasitesine sahiptir. İyi gelişmiş yumrulu taneli yapıya sahip topraklar genellikle orta düzeyde ortalama alan nem kapasitesine sahiptir - 1 metrelik katman için 2500-3000 m3/ha; Yapısız topraklar daha yüksek alan nem kapasitesi ile karakterize edilir. Aşağıda, çeşitli mekanik bileşimlerdeki toprakların gözeneklilik yüzdesi cinsinden tarla nem kapasitesi değerleri verilmiştir:

M = P - m + k,

Su akma katsayısı değerlerinden, yerçekimi suyu girdiğinde yeraltı suyu seviyesindeki yükselişin şiddeti arttığı, ne kadar ağır olursa o kadar açıktır. mekanik bileşim toprak. Böylece, kilde, yeraltı suyuna sızan ve giren her milimetrelik yerçekimi suyu, yeraltı suyu seviyesini 3-10 cm, tınlılarda - 2-3 cm, kumlarda çok daha az - 0,3-0,5 cm artırabilir.
Tarlanın nem kapasitesindeki nem açığı bilinerek, toprak ufuklarının kalınlığında su tutma kapasitesinin üzerinde nemlendiğinde ortaya çıkan serbest yerçekimi suyunun miktarını belirlemek mümkündür. Toprak kalınlığında oluşan yerçekimi suyu miktarı, verilen suyun hacmi ile tarla nem kapasitesi açığının hacmi arasındaki farktır ve aşağıdaki ifadeyle gösterilebilir:

B = M - (P - m),

Görev 2.AF yöntemini kullanarak maksimum moleküler (adsorpsiyon) nem kapasitesini belirleyin. Lebedeva.

Maksimum moleküler nem kapasitesi (MMC), moleküler çekim kuvvetleri nedeniyle toprak parçacıkları tarafından tutulan en büyük higroskopik film suyu miktarıdır.

Bunu belirleme yöntemi, bir pres kullanılarak MMV'nin üzerindeki nemin uzaklaştırılmasına dayanmaktadır.

Çalışma prosedürü

Porselen bir kaba d = 1 mm (ince toprak) elek ile elenmiş 10-15 g toprak alın, tamamen doygun hale gelinceye kadar suyla nemlendirin ve bir spatula ile iyice karıştırın.

Bir parça gazlı bezle kaplı bir filtre kağıdı üzerine metal bir halka yerleştirin. iç delik 4-5 cm çapında ve suyla dolmuş toprağı bir spatula ile eşit şekilde yayın ve halkadaki deliği doldurun.

Halka çıkarıldıktan sonra filtre kağıdı üzerinde halkanın kalınlığına eşit bir toprak çemberi kalır. Bu daireyi bir parça gazlı bezle örtün ve üstünü ve altını filtre kağıdıyla (20 sayfa) katlayın.

Bu şekilde hazırlanan toprak halkaları (5-6 adet) ahşap pedlerin arasına pres altında yaklaşık 100 kg/cm2 basınç altında 30 dakika süreyle yerleştirilir.

Sonuç olarak toprakta yalnızca moleküler su kalacaktır.

Preslemenin sonunda, toprak çemberini yapışan kağıt veya gazlı bez liflerinden hızla temizleyin ve tartılmış bir bardağa aktarın.

Camı toprakla tartın ve sabit ağırlığa ulaşıncaya kadar 100–105 ºС sıcaklıkta bir termostatta kurutun.

Soğutulmuş bir bardak toprağı kuruttuktan sonra 0,01 g hassasiyetle tartın.

Aşağıdaki formülü kullanarak MMV'yi hesaplayın:

burada A, ıslak topraklı camın kütlesidir, g;

B – kesinlikle kuru toprak içeren bir camın kütlesi, g;

C boş bardağın kütlesidir.

MMV değeri, maksimum higroskopik nem ile aynı toprak özelliklerine bağlıdır. Her toprak için sabittir ve bitkiler için ulaşılması çok zor olan nemi içerir. MMV toprak kütlesinin yaklaşık %7-9'unu oluşturur.

Görev 3. Toprağın kılcal nem kapasitesini (kV) belirleyin.

Çalışma prosedürü

Kılcal nem kapasitesi, topraktaki kılcal suyun mümkün olan maksimum içeriğidir (yerçekimi suyuna geçiş olmadan). Aslında üretken nem rezervlerini ve bitki yaşamının su koşullarını belirler. Değeri toprağın mekanik ve yapısal bileşimine, humus içeriğine ve tuz bileşimine bağlıdır.

Tabanı ağ örgüsü olan boş bir silindiri ve içine bir parça filtre kağıdı yerleştirilmiş şekilde 0,1 g hassasiyetle tartın.

Silindiri hacminin yarısına kadar havayla kurumuş toprakla doldurun, avucunuzun içine vurarak sıkıştırın ve silindiri toprakla tartın.

Topraklı silindiri, su silindirin tabanından 0,5 cm yukarıda olacak şekilde filtre kağıdı üzerindeki bir su banyosuna yerleştirin.

Doygunluktan sonra silindirdeki toprağın yüzeyi nemlendiğinde silindiri banyodan çıkarın, altını kurulayın ve tartın.
,

KV =

burada KV – kılcal nem kapasitesi, %;

C – doygunluktan sonra toprakla birlikte silindirin kütlesi, g;

B – havayla kuruyan toprakla silindirin kütlesi, g;

A boş silindirin kütlesidir, g. en düşük nem kapasitesi (MC). En düşük nem kapasitesi, toprağın yukarıdan ıslatıldığında maksimum su tutma kapasitesini karakterize eder. En küçük nem kapasitesinin değeri, esas olarak mekanik ve bir takım toprak özelliklerine bağlıdır. yapısal bileşimler ve humus içeriği.

En düşük nem kapasitesine sahiptir önemli sulu tarımda. Değerine göre sulama zamanlaması, sulama ve yıkama normları hesaplanır, su verimi, verimli nem vb. belirlenir.

En düşük nem kapasitesine kadar nemlendirildiğinde toprak, bitkiler için mümkün olan maksimum nem miktarını içerir, çünkü Toprak gözeneklerinin %55-75'i su ile doludur.

Toplam nem kapasitesi (MC), topraktaki tüm gözeneklerin, çatlakların ve boşlukların hacmine eşit olan maksimum su içeriğidir. Toprağın su kapasitesini karakterize eder. Tam nem kapasitesi toprağın toplam gözenekliliğinden hesaplanabilir: PV = S, toprak hacminin yüzdesi ve PV = , mutlak kuru toprağın ağırlıkça %'si, burada S – toplam gözeneklilik, % hacim; D - hacimsel kütle toprak, g/cm3.

Toprağın su özelliklerine ilişkin verileri tabloya yazın. 1.