KAPACITET TLA, vrijednost koja kvantitativno karakterizira kapacitet tla za zadržavanje vode; sposobnost tla da apsorbira i zadrži određenu količinu vlage od oticanja djelovanjem kapilarnih i sorpcijskih sila. U zavisnosti od uslova koji zadržavaju vlagu u zemljištu, postoji nekoliko vrsta V. p.: Maksimalna adsorpcija, kapilarna, minimalna i puna.

Maksimalni kapacitet adsorpcije TLA, vezana vlaga, sorbovana vlaga, približna vlaga - najveća količina čvrsto vezane vode zadržana silama sorpcije. Što je zrnasti sastav tla teži i što je u njemu veći sadržaj humusa, veći je udio vezane vlage u tlu, koje je gotovo nedostupno grožđu i drugim usjevima.

Kapilarni KAPACITET TLA - maksimalna količina vlage zadržana u tlu iznad nivoa podzemne vode kapilarnim (meniskusnim) silama. Zavisi od debljine sloja u kojem se određuje i njegove udaljenosti od podzemnih voda. Što je veća debljina sloja i što je manja njegova udaljenost od površine podzemne vode, to je veći kapilarni V. p. Na jednakoj udaljenosti od površine, njegova vrijednost je posljedica ukupne i kapilarne poroznosti, kao i gustina tla. Kapilarna granica (sloj zadržane vlage između nivoa podzemne vode i gornje granice fronta vlaženja tla) povezana je sa kapilarom V. p. U uvjetima dovoljne topline i svježe podzemne vode, dozvoljeno je postavljanje grožđa, posebno stolnih sorti, uz prisustvo kapilarne granice u donjem dijelu korijenskog sloja. U slučaju slanih podzemnih voda, granica kapilara treba da bude ispod sloja korijena kako ne bi došlo do zaslanjivanja koje je štetno za grožđe. Kapilara V. p. Karakterizira kulturno stanje tla. Što je tlo manje strukturirano, to se više kapilarno diže vlaga u njemu, njegovo fizičko. isparavanje i, često, nakupljanje u gornjem dijelu lako rastvorljivih, uklj. i štetno za grožđe, soli.

Najmanji KAPACITET VLAŽNOSTI TLA, teren KAPACITET VLAŽNOSTI TLA je količina vode koju tlo stvarno zadržava u prirodnim uslovima u stanju ravnoteže kada se eliminišu isparavanje i dodatni dotok vode. Ova vrijednost ovisi o granulometrijskoj, mineraloškoj. i hemijski sastav tla, njegova gustina i poroznost. Koristi se prilikom izračunavanja količine navodnjavanja. Puni V. p., Kapacitet tla za vodu - sadržaj vlage u tlu, pod uslovom da su sve pore potpuno ispunjene vodom. U punom V. p. Vlagu, koja se nalazila u velikim prazninama između čestica tla, direktno zadržava vodeno ogledalo ili vodootporni sloj. Kapacitet tla za zadržavanje vode izračunava se iz njegove ukupne poroznosti. Vrijednost ukupnog vodosnabdijevanja neophodna je pri proračunu sposobnosti upijanja vode bez stvaranja površinskog oticanja, da bi se odredila sposobnost gubitka vode u tlu, visina porasta podzemnih voda pri obilnim kišama ili navodnjavanju vinograda.
Literatura: Rode A. A. Osnove doktrine o vlažnosti tla. - L., 1992-1969.
- Poglavlje 1-2; Nauka o tlu / Ed. I. S. Kauričeva. - 3. izd., - Moskva,
1982.

Jedno od glavnih vodnih svojstava tla je kapacitet vlage, koji se podrazumijeva kao količina vode koja se zadržava u tlu. Izražava se u % mase apsolutno suvog tla ili njegove zapremine.

Najvažnija karakteristika vodnog režima tla je njegov najmanji kapacitet vlage, koji se podrazumijeva kao najveća količina suspendirane vlage koju je tlo u stanju zadržati nakon obilnog vlaženja i drenaže gravitacijske vode. Pri najnižem kapacitetu vlage, količina raspoložive vlage za biljke dostiže najveću moguću vrijednost. E. Mitscherlich je količinu vode u tlu, minus onaj njen dio koji čini takozvanu mrtvu rezervu, nazvao "fiziološki dostupnom vlagom tla".

Najmanji kapacitet vlage utvrđuje se na terenu sa prirodnim sastavom tla metodom plavljenih područja. Suština metode je da se tlo zasiti vodom dok se njome ne popune sve pore, a zatim se dopusti da se višak vlage odlije pod utjecajem gravitacije. Uspostavljena ravnotežna vlažnost će odgovarati HB. Karakterizira sposobnost tla da zadrži vodu. Za određivanje HB odabire se mjesto veličine najmanje 1 x 1 m, oko koje se stvara zaštitna strana, obavijena dvostrukim prstenom od zbijenih zemljanih valjaka visine 25-30 cm, ili se postavljaju drveni ili metalni okviri. Površina tla unutar lokacije je izravnana i prekrivena krupnim pijeskom u sloju od 2 cm kako bi se tlo zaštitilo od erozije. U blizini lokacije, uzorci tla se uzimaju duž genetskih horizonata ili odvojenih slojeva kako bi se odredila njegova poroznost, sadržaj vlage i gustina. Ovi podaci određuju stvarnu opskrbu vodom u svakom od horizonata (slojeva) i poroznost. Oduzimajući zapreminu koju zauzima voda od ukupne zapremine pora, određuje se količina vode potrebna da se popune sve pore u sloju koji se proučava.

Primjer izračuna. Površina područja punjenja S = 1 x 1 = 1 m 2. Utvrđeno je da je debljina obradivog sloja 20 cm ili 0,2 m, vlažnost zemljišta W - 20%; gustina d - 1,2 g / cm 3; poroznost P - 54%.

a) zapremina obradivog sloja: V prepone = hS = 0,2 x 1 = 0,2 m 3 = 200 l.

b) zapremina svih pora u ispitivanom sloju:

V pore = Vpax (P / 100) = 200 (54/100) = 108 l

c) zapreminu pora koje zauzima voda pri sadržaju vlage od 20%

V vode = Vpax (W / 100) S = 200 (20/100) 1 = 40 l

d) Volumen pora bez vode

V slobodno = Vthr - Vvolt = 108 - 40 = 68 litara.

68 L vode je potrebno da se popune sve pore u gornjem sloju tla unutar područja plavljenja.

Tako se izračunava količina vode da ispuni pore tla do dubine do koje se određuje HB (obično do 1-3 m).

Za veću garanciju potpunog namakanja, količina vode se povećava za 1,5 puta za bočno posipanje.

Odredivši potrebnu količinu vode, počinju puniti mjesto. Mlaz vode iz kante ili crijeva usmjerava se na neki čvrsti predmet kako bi se izbjeglo narušavanje sastava tla. Kada se cijeli navedeni volumen vode upije u tlo, njegova površina se prekriva filmom kako bi se spriječilo isparavanje.

Vrijeme oticanja viška vode i uspostavljanje ravnotežnog sadržaja vlage koji odgovara HB ovisi o mehaničkom sastavu tla. Za pjeskovita i pjeskovita ilovača 1 dan, za ilovasta 2-3, za ilovasta 3-7 dana. Preciznije, ovo vrijeme se može utvrditi posmatranjem vlažnosti tla na lokaciji nekoliko dana. Kada su fluktuacije vlažnosti tla tokom vremena neznatne, ne prelaze 1-2%, onda će to značiti postizanje ravnotežne vlage, tj. HB.

U laboratorijskim uslovima, NV za tla poremećenog sastava može se odrediti metodom zasićenja uzoraka tla vodom odozgo, po analogiji sa određivanjem strukture obradivog sloja tla.

Kapacitet vlage tla naziva se sposobnost tla da sadrži i zadržava određenu količinu vode.

Izvođenje analize: Uzmite cilindar s mrežastim dnom i izmjerite ga. Vagani cilindar se puni svojom zapreminom vazdušno suvom zemljom i ponovo vaga.

Potopite cilindar sa zemljom u posudu sa vodom i dovedite nivo vode u posudi do nivoa zemlje u cilindru. Nakon što voda zasiti cijelo tlo, pustite da se višak vode ocijedi, obrišite navlaženu površinu cilindra, izvažite i napravite proračune.

A = 100 (c - b) / (b - a)

gdje je: A - sadržaj vlage u tlu, %; a masa praznog cilindra, g; c - masa cilindra sa zemljom prije potapanja u vodu, g; s - masa cilindra sa zemljom nakon zasićenja vodom, g.

Određivanje kapilarnosti tla

Kapilarnost se podrazumijeva kao sposobnost podizanja vode tla kroz kapilare iz donjih slojeva u gornje slojeve, što zavisi od njegovog mehaničkog sastava, tj. što su čestice tla manje, to je veći kapilarni porast vlage. Visoka kapilarnost je često glavni razlog vlažnosti tla, prostorija, ako se ne preduzmu odgovarajuće mjere (hidroizolacija).

Izvođenje analize: U stativ se postavlja red (u zavisnosti od uzorka tla) staklenih cijevi visine 50-100 cm prečnika 2-3 cm sa centimetarskom podjelom. Svaka epruveta je napunjena ispitnom zemljom. Donji krajevi cijevi se vežu krpom i uranjaju u kupke s vodom do dubine od 0,5 cm. Promjenom boje tla prate brzinu i visinu podizanja vode, bilježeći njen nivo u centimetrima nakon 5; deset; 15; 20 i 60 minuta, a zatim svakih sat vremena dok ne prestane porast vode.

Određivanje vodopropusnosti tla

Vodopropusnost je sposobnost tla da vodi vodu iz gornjih slojeva u donje. Vodopropusnost (kapacitet filtracije) određena je količinom vode koja prodire kroz određeni sloj tla u jedinici vremena i ovisi o veličini njegovih zrnaca, prisutnosti koloidnih čestica, kao i o visini sloja vode iznad njega. .

Vodopropusnost pješčanih tla je 5-8 minuta, glinenih tla - 15 minuta ili više.

Izvođenje analize: Uzmite staklenu cijev prečnika 3-4 cm, visine 25-30 cm.Donji kraj cijevi se veže krpom i napuni suhom usitnjenom zemljom do visine 20 cm, ravnomjerno je rasporedi tako što udaranje po zidovima cijevi. Cijev sa zemljom se učvršćuje u tronožac i u nju se ulijeva voda, konstantno održavajući visinu nivoa vode iznad tla na 4 cm dok se ne pojavi prva kap koja je prošla kroz platneno dno cijevi. Prilikom određivanja vodopropusnosti bilježi se vrijeme od početka plavljenja i vrijeme pojave prve kapi. Vremenska razlika pokazuje koliko brzo voda prolazi kroz sloj tla od 20 cm.

Snimanje rezultata istraživanja

Zadatak 2.Odredite maksimalni molekularni (adsorpcijski) kapacitet vlage metodom A.F. Lebedev.

Maksimalni kapacitet molekularne vlage (MMB) je najveća količina higroskopne filmske vode koju drže čestice tla zbog sila molekularne privlačnosti.

Metoda za njegovo određivanje zasniva se na uklanjanju vlage koja je veća od MMB pomoću prese.

Redosled rada

Uzmite 10-15 g zemlje, prosejane kroz sito d = 1mm (fina zemlja), u porculansku šolju, navlažite vodom do potpunog zasićenja i dobro promešajte lopaticom.

Na list filter papira, prekriven komadom gaze, stavite metalni prsten s unutrašnjom rupom promjera 4-5 cm i lopaticom ravnomjerno rasporedite natopljeno tlo, popunivši rupu u prstenu.

Nakon uklanjanja prstena, na filter papiru ostaje krug zemlje jednak debljini prstena. Ovaj krug prekrijte komadom gaze, a gornji i donji sloj obložite filter papirom (20 listova).

Tako pripremljena tla (5-6 komada) treba staviti između drvenih odstojnika pod presu na 30 minuta pod pritiskom od oko 100 kg / cm 2. Kao rezultat, u tlu će ostati samo molekularna voda.

Na kraju prešanja, brzo očistite krug zemlje od prianjajućih vlakana papira ili gaze i prebacite u čašu za vaganje.

Izvažite staklo sa zemljom i osušite u termostatu na temperaturi od 100–105 ºS do konstantne težine.

Izmjerite čašu sa ohlađenom zemljom nakon sušenja na 0,01 g.

Izračunajte MMV koristeći formulu:

gdje je A masa čaše s vlažnom zemljom, g;

B je masa čaše sa apsolutno suvim tlom, g;

C je masa prazne čaše.

Vrijednost MMV ima iste ovisnosti o svojstvima tla kao i maksimalni sadržaj higroskopne vlage. Stalan je za svako tlo i sadrži vlagu koja je biljkama veoma teško dostupna. MMV čini otprilike 7-9% mase tla.

Zadatak 3. Odrediti kapilarni kapacitet vlage tla (kv).

Kapilarni kapacitet vlage - maksimalni mogući sadržaj kapilarne vode u tlu (bez njenog prelaska u gravitaciju). On zapravo određuje rezerve takozvane produktivne vlage i vodene uslove biljnog svijeta. Njegova vrijednost ovisi o mehaničkom i strukturnom sastavu tla, sadržaju humusa i sastavu soli.

Redosled rada

Odmjerite prazan cilindar s mrežastim dnom i priloženim krugom filter papira na najbližih 0,1 g.

Napunite cilindar do polovine zapremine vazdušno suvom zemljom, sabijte je tapkanjem po dlanu i izmerite cilindar sa zemljom.

Stavite cilindar sa zemljom u kadu s vodom na filter papiru tako da voda bude 0,5 cm iznad dna cilindra.

Nakon zasićenja, kada se površina tla u cilindru navlaži, izvadite cilindar iz kupke, obrišite dno i izvažite.

KV =
,

gdje je KV - kapacitet kapilarne vlage,%;

C masa cilindra sa zemljom nakon zasićenja, g;

B masa cilindra sa vazdušno suvim tlom, g;

A je masa praznog cilindra, g.

Kapilarni kapacitet vlage, određen na terenu za određenu vrstu tla u dubokoj podzemnoj vodi, naziva se najmanji kapacitet vlage (HB). Najmanji kapacitet vlage karakterizira maksimalni kapacitet zadržavanja vode tla kada se vlaži odozgo. Vrijednost najmanjeg kapaciteta vlage ovisi o nizu karakteristika tla, od kojih je glavna mehanički i strukturni sastav i sadržaj humusa.

Najmanji kapacitet vlage važan je u poljoprivredi sa navodnjavanjem. Po njegovoj vrijednosti izračunava se vrijeme navodnjavanja, navodnjavanja i ispiranja, utvrđuju se gubici vode, produktivna vlaga itd.

Kada je navlaženo na najmanji kapacitet vlage, tlo sadrži maksimalnu količinu vlage koja je dostupna biljkama, jer 55-75% pora tla je ispunjeno vodom.

Ukupni kapacitet vlage (FW) je maksimalni sadržaj vode u tlu, jednak zapremini svih pora, pukotina i šupljina. Karakterizira sposobnost tla da zadrži vodu. Ukupni kapacitet vlage može se izračunati iz ukupne poroznosti tla: PV = S,% zapremine tla i PV = ,% mase apsolutno suvog tla, gdje je S ukupna poroznost,% zapremine; d - nasipna gustina tla, g / cm 3.

Zabilježite podatke o vodnim svojstvima tla u tabeli. 1.

Voda u tlu je jedan od glavnih faktora formiranja tla i jedan od najvažnijih uslova za plodnost. Sa stajališta melioracije, voda je od posebnog značaja kao fizički sistem koji je u složenom odnosu sa čvrstom i gasovitom fazom tla i biljke (Sl. 9). Nedostatak vode u zemljištu štetno utiče na žetvu. Samo uz sadržaj tečne vode i hranljivih materija u zemljištu neophodnim za normalan rast i razvoj biljaka, pod povoljnim vazdušnim i termičkim uslovima, može se postići visok prinos. Glavni izvor vode u tlu su padavine, od kojih svaki milimetar po hektaru iznosi 10m3, odnosno 10 tona vode. Kruženje vode na Zemlji se stalno odvija. Ovo je geofizički proces koji se stalno javlja, koji uključuje sljedeće karike: a) isparavanje vode sa površine svjetskih okeana; b) transport para vazdušnim tokovima u atmosferi; c) formiranje oblaka i padavina nad okeanom i kopnom; d) kretanje vode po površini Zemlje iu njenim dubinama (akumulacija padavina, oticanje, infiltracija, isparavanje). Sadržaj vode u tlu određen je klimatskim uslovima zone i kapacitetom tla za zadržavanje vode. Uloga tla u vanjskoj cirkulaciji vlage i unutrašnjoj razmjeni vlage povećava se kao rezultat njegovog uzgoja, kada se značajno povećava vlaga, vodopropusnost i kapacitet vlage, ali se smanjuje površinsko otjecanje i beskorisno isparavanje.

Vlažnost tla

Sadržaj vode u tlu kreće se od jakog isušivanja (fiziološka suvoća) do potpunog zasićenja i zalijevanja. Količina vode koja se trenutno nalazi u tlu, izražena kao težinski ili zapreminski postotak u odnosu na apsolutno suho tlo, naziva se vlaga tla. Poznavajući sadržaj vlage u tlu, nije teško odrediti rezervu vlage u tlu. Jedno te isto tlo može se različito vlažiti na različitim dubinama i na pojedinim područjima tla. Sadržaj vlage u tlu zavisi od njegovih fizičkih svojstava, vodopropusnosti, kapaciteta vlage, kapilarnosti, specifične površine i drugih uslova vlažnosti. Promjene u vlažnosti tla i stvaranje povoljnih vlažnih uslova tokom vegetacije postižu se agrotehnikom. Svako tlo ima svoju dinamiku vlage, koja se mijenja duž genetskih horizonata. Razlikovati apsolutnu vlažnost, koju karakteriše bruto (apsolutna) količina vlage u tlu u datom trenutku u datom trenutku, izražena kao procenat težine ili zapremine tla, i relativna vlažnost, izračunata kao procenat poroznosti ( ukupni kapacitet vlage). Vlažnost tla određuje se različitim metodama.

Kapacitet vlage tla

Kapacitet vlage je svojstvo tla da apsorbira i zadrži maksimalnu količinu vode koja u datom trenutku odgovara djelovanju sila i uslova okoline na njega. Ovo svojstvo zavisi od stanja vlažnosti, poroznosti, temperature zemljišta, koncentracije i sastava zemljišnih rastvora, stepena kultivacije, kao i od drugih faktora i uslova formiranja zemljišta. Što je temperatura tla i zraka viša, to je niži kapacitet vlage, izuzev tla obogaćenih humusom. Kapacitet vode se mijenja duž genetskih horizonata i visine stuba tla. U stupcu tla je, takoreći, zatvoren vodeni stup, čiji oblik zavisi od visine stuba tla iznad ogledala i od stanja vlage sa površine. Oblik takvog stupa odgovarat će prirodnom području. Ovi stubovi se u prirodnim uslovima menjaju u zavisnosti od godišnjih doba, kao i zbog vremenskih uslova i kolebanja vlažnosti zemljišta. Vodeni stub se menja, približavajući se optimalnom, u uslovima obrade zemljišta i rekultivacije. Razlikuju se sljedeće vrste kapaciteta vlage: a) puna; b) maksimalna adsorpcija; c) kapilarni; d) najmanje polje i granični kapacitet vlage polja. Sve vrste kapaciteta vlage mijenjaju se razvojem tla u prirodi, a još više - u proizvodnim uvjetima. Čak i jedan tretman (otpuštanje zrelog tla) može poboljšati svojstva vode, povećavajući kapacitet vlage u polju. A unošenje mineralnih i organskih gnojiva ili drugih tvari koje troše vlagu u tlo može poboljšati svojstva vode ili kapacitet vlage na duže vrijeme. To se postiže unošenjem stajnjaka, treseta, komposta i drugih tvari koje troše vlagu u tlo. Učinak melioracije može se postići unošenjem u tlo visoko poroznih tvari koje upijaju vlagu koje zadržavaju vodu, kao što su perlit, vermikulit, ekspandirana glina.

Pored glavnog izvora energije zračenja, tlo prima toplotu koja se oslobađa tokom egzotermnih, fizičko-hemijskih i biohemijskih reakcija. Međutim, toplina stvorena biološkim i fotokemijskim procesima teško mijenja temperaturu tla. U ljetnom periodu suho, zagrijano tlo može povećati temperaturu zbog vlaženja. Ova toplota je poznata pod nazivom toplota vlaženja. Manifestira se slabim vlaženjem tla bogatog organskim i mineralnim (glinastim) koloidima. Vrlo blago zagrijavanje tla može se povezati sa unutrašnjom toplinom Zemlje. Ostale sekundarne izvore toplote treba nazvati "latentnom toplotom" faznih transformacija, koja se oslobađa u procesu kristalizacije, kondenzacije i smrzavanja vode itd. U zavisnosti od teksture, sadržaja humusa, boje i vlage, razlikuju se topla i hladna tla. . Toplotni kapacitet je određen količinom topline u kalorijama koje je potrebno utrošiti da bi se temperatura jedinice mase (1 g) ili zapremine (1 cm3) tla podigla za 1 °C. Iz tabele se može vidjeti da se povećanjem vlažnosti toplinski kapacitet manje povećava za pijesak, više za glinu, a još više za treset. Stoga su treset i glina hladna tla, a pješčana tla topla. Toplotna provodljivost i toplotna difuzivnost. Toplotna provodljivost je sposobnost tla da provodi toplinu. Izražava se u količini topline u kalorijama koje prolaze u sekundi kroz površinu poprečnog presjeka od 1 cm2 kroz sloj od 1 cm pri temperaturnom gradijentu između dvije površine od 1 °C. Zračno suho tlo ima nižu toplinsku provodljivost od vlažnog tla. To je zbog velikog toplinskog kontakta između pojedinačnih čestica tla, ujedinjenih vodenim školjkama. Uz toplinsku provodljivost razlikuje se i toplinska difuzivnost - tok promjene temperature u tlu. Toplotna difuzivnost karakterizira promjenu temperature po jedinici površine u jedinici vremena. Ona je jednaka toplotnoj provodljivosti podijeljenoj s volumetrijskim toplinskim kapacitetom tla. Kada se led kristalizira u porama tla, manifestira se sila kristalizacije, uslijed čega se pore tla začepljuju i zaglavljuju i dolazi do tzv. Rast kristala leda u velikim porama uzrokuje protok vode iz malih kapilara, gdje se, u skladu sa smanjenjem njihove veličine, odlaže zamrzavanje vode.

Izvori topline koja ulazi u tlo i njena potrošnja nisu isti za različite zone, stoga toplinski bilans tla može biti pozitivan i negativan. U prvom slučaju tlo prima više topline nego što daje, au drugom - obrnuto. Ali ravnoteža topline tla u bilo kojoj zoni primjetno se mijenja s vremenom. Toplotni bilans tla podložan je regulaciji u dnevnim, sezonskim, godišnjim i dugoročnim intervalima, što omogućava stvaranje povoljnijeg termičkog režima tla. Toplotni bilans tla u prirodnim zonama može se kontrolisati ne samo hidromelioracijom, već i odgovarajućom poljoprivrednom melioracijom i melioracijom šuma, kao i nekim poljoprivrednim tehnikama. Vegetacijski pokrivač prosječuje temperaturu tla, smanjujući njegov godišnji promet topline, doprinoseći hlađenju površinskog sloja zraka zbog transpiracije i toplotnog zračenja. Veliki rezervoari i rezervoari ublažuju temperaturu vazduha. Vrlo jednostavne mjere, na primjer, uzgoj biljaka na grebenima i grebenima, omogućavaju stvaranje povoljnih uslova za toplinski, svjetlosni, vodeno-zračni režim tla na krajnjem sjeveru. Za sunčanih dana srednja dnevna temperatura u korijenskom sloju tla na grebenima je za nekoliko stepeni viša nego na nivelisanoj površini. Obećavajuće je korištenje električnog, vodenog i parnog grijanja uz korištenje industrijskog energetskog otpada i neorganskih prirodnih resursa.

Dakle, regulisanje toplotnog režima i toplotne ravnoteže zemljišta, zajedno sa vodno-vazdušnim, ima veoma veliki praktični i naučni značaj. Zadatak je kontrolirati toplinski režim tla, posebno smanjiti smrzavanje i ubrzati njegovo odmrzavanje.