Ви є тут

Забезпеченість ґрунтовою вологою основних сільськогосподарських культур в умовах південного Степу України

Автор: 
Рудаков Леонід Миколайович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2004
Артикул:
3404U004691
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
КОРОТКИЙ ОГЛЯД СПОСОБІВ ВИЗНАЧЕННЯ ГРУНТОВИХ ВОЛОГОЗАПАСІВ ТА
ВОЛОГОЗАБЕЗПЕЧЕНОСТІ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР
Ґрунтова волога є одним із основних факторів, які визначають ріст, роз­виток і
врожай сільськогосподарських культур. Без рідкої фази неможливі біо­логічні
процеси в грунті, а також життя рослин взагалі [23, 37, 100].
Необхідність забезпечення сільського господарства даними про волого­запаси в
достатньому об’ємі обумовила появу низки нових та удоско­налених ме­тодів
вимірювання вологості грунту, які можна поділити на три групи [18, 28]:
кон­тактні (прямі і непрямі), безконтактні і розрахункові. Про важливість і
необхід­ність визначення вологозапасів може свідчити той факт, що, почина­ючи з
кінця XIX сторіччя, багато науковців присвятило свою творчу діяльність цій
пробле­мі, але єдиного, універсального методу, який би відповідав вимогам
користу­вачів цієї інформації до цих пір немає. Розглянемо два принципово різні
підходи визначення вологозапасів, це – інструментальні методи і розрахункові
напрацю­вання, що найбільш широко застосовуються у агрономічній,
агроме­теорологіч­ній і гідрологічній практиці.
2.1. Інструментальні методи вимірювання вологозапасів
До нашого часу тільки в колишньому СРСР було роз­роблено більше 20-ти способів
(методів) визначення вологості ґрунтів [63]. Всі способи вимірю­вання вологості
ґрунту можна поділити на точкові та способи вимірювання по площі [41].
2.1.1. Вимірювання в точці
Всі вимірювання в точці відносяться до групи контактних способів, при цьому
вимірювання за пробами відносять до прямих, а спостереження в натур­них умовах
і при улаштуванні датчиків – до посередніх. Прямі методи визна­чення вологості
грунтуються на безпосередньому виділенні вологи із зразків грунту. Сюди
відносяться: термовагові, термоконденсаційні, хімічні, гі­дроста­тичного
зважування, механічного вижимання, електричні, ядерного магнітного резонансу і
органоліптичні.
Термовагові в свою чергу поділяють на термостатно-ваговий,
термо­ста­тно-вакуумний, ИК-ваговий, високочастотно-ваговий, сушка струменем
гаря­чого повітря, спиртовий, парафіновий. Суть цих методів полягає у
висушуванні зразку ґрунту до постійної ваги: в термостаті, під вакуумом,
інфрачервоним ви­промінюванням, шляхом створення поля електричного струму
високої частоти; гарячим повітрям, обезводнення спиртом, внесення зразка в
посуд з розплавле­ним парафіном.
Вказані методи пов’язані зі взяттям зразків грунту за допомогою бурів рі­зних
конструкцій. Найбільш точним методом є термостатно-ваговий і сушка зразків
токами високої частоти [28]. Джерелом токів високої частоти є конден­сатор
контуру коливань високочастотного генератора. В процесі сушки темпе­ратура
зразка не може бути вище 100 °С, а після випаровування вологи, вна­слідок
зменшення електричної провідності, температура понижується до 60 – 70 °С.
Суть термоконденсаційного способу полягає у термічному висушуванні зразка і
вимірюванні об’єму вологи, що утворилась в результаті конденсації [148].
При хімічних способах (карбідний, гідридний, спиртовий) передбачають взаємодію
зразка з карбідом чи гідридом кальцію і кількісне врахування аце­тилену чи
водню що виділився; введення зразка в спирт відомої концентрації і визначення
ступеню його розбавлення.
Спосіб гідростатичного зважування передбачає гідростатичне зважу­вання зразка,
наприклад, в чашці з поплавком [18]. Механічне вижимання із зразка вологи в
середовище, що сорбує, напри­клад фільтрувальний папір просочений речовиною, що
змінює інтенсивність забарвлення пропорційно во­логості [18].
Електричні способи ґрунтуються на визначенні вологості за будь-яким електричним
параметром [30, 31].
Органоліптичний спосіб заснований на визначенні вологості зразка за його
властивостями формуватися в клубок, шарик, шнур і т. п.
Основним недоліком всіх перелічених прямих методів визначення воло­гості є
трудомісткість, недостатня точність, тривалість і неоперативність взяття
зразків ґрунту.
Одним із посередніх вимірювань в натурних умовах є нейтронний спосіб. Принцип
дії його ґрунтується на випромінюванні швидкими нейтронами і ре­єстрація
щільності уповільнених нейтронів – знаходження вологості за граду йо­ва­ною
залежністю швидкості обліку уповільнених нейтронів від вологості, або
без­посередньо по стрілковій чи цифровій шкалі вологоміра. Серійно
випус­кається промисловістю нейтронний вологомір ВПГР – 1. Він дозволяє
викону­вати ви­мірювання за різними схемами, але він до­сить важкий, дорогий і
потре­бує хоча і короткострокової, але спеціальної під­готовки операторів [41].
В дея­ких випадках результати вимірювання можуть спотворюватися під дією бору,
хло­ру, літію і деяких інших елементів. Дещо пізніше в результаті спільних
роз­ро­бок ВНДІГіМ і Укрдіпроводгоспу створено полегшений польовий ней­трон­ний
вологомір, призначений для використання в зрошуваному землеробс­тві. Він
відрізняється від ВПГР – 1 меншою активністю випромінювача, мен­шими
габаритами, меншою глибиною вимірювання і значно меншою масою (5 кг). В цьому
вологомірі дискретний лічильник імпульсів замінено аналоговим інтен­симетром,
що дозволяє лічити по стрілковій шкалі значення об’ємної во­логості.
Посередні методи ґрунтуються на взаємозв’язку різних параметрів грунту з його
вологістю. До них відносять електричні, тензиометричні, радіометричні,
термодифузійні та ін. Серед електричних методів найбільш широкого розвитку
отримали кон­дуктометричні і діелькометричні [13]. Кондуктометр ґрунтується на
вимірюва­нні електричної провідності ґрунту на частотах до 100 мГц в
зале­жності від її вологості. На ць