Особливості дослідження ґрунтів за вивчення студентами агробіологічного факультету навчальної дисципліни «агрофізика»
На першому лабораторному занятті студенти знайомляться із технікою закладки ґрунтового розрізу та відбору зразків ґрунту для лабораторних аналізів. За допомогою викладачів проводять морфолого-генетичний опис та виділяють горизонти із яких відбирають характерні ґрунтові агрегати для вивчення розмірів й форми структурних окремостей та кількість пор у них різної величини, візуально і за допомогою лупи.
Обабіч розрізу проводять також низку агрофізичних досліджень: щільність ґрунту методом ріжучого кільця за Качинським, водопроникність методом трубок, температуру ґрунту – колінчатими термометрами Савінова. Окремо визначають гранулометричний склад польовим «мокрим» методом.
Усі ці дослідження оформляються студентами у звіт за роботу із цифровими результатами та фіксацією фотовідбитками окремих робочих моментів. Ця лабораторна робота у польових умовах на початку теоретичного курсу «Агрофізика» розкриває студентам бачення ґрунту, як основного компоненту в агроблоці «ґрунт-рослина-приземний шар атмосфери» і полегшує сприйняття окремих властивостей ґрунту та методів їх дослідження.
Потім в лабораторних умовах студенти визначають питому поверхню різних суглинкових ґрунтів адсорбційно-статичним методом за Кутіликом. Питома поверхня ґрунтів у великій мірі залежить від їх дисперсності і тісно пов’язана із мінералогічним і хімічним складом. Цей метод базується на сорбції води ґрунтовими частками за відносної вологості повітря 20%, що створюється в ексикаторі над насиченим розчином оцтовокислого калію. За таких умов абсолютно сухий ґрунт з часом покривається мономолекулярним шаром води, маса якої постійно установлюється в експерименті. Якраз відсоткова вологість ґрунту (Wm) на цей період разом із мольною масою води (М), кількістю молекул в 1 молі (N) і площею, що займає одна молекула води (W0) є основою для обрахунку загальної питомої поверхні даного ґрунту, яка є його важливою фізичною характеристикою, що впливає на явища поглинання мінеральних зольних речовин, парів і газів, руху у ґрунті води і повітря, чим більша питома поверхня часток, тим більша родючість ґрунтів.
Особливе значення у студентських дослідженнях, як із теоретичної, так і з практичної сторони належить поведінці і руху води у ґрунтовій товщі за різного ступеня її зволоження, що описується законом Дарсі. З агрономічної точки зору важливо знати і вміти визначати різні форми води у ґрунті та її доступність для рослин, що експериментально досліджується при вивченні ґрунтово-гідрологічних констант.
На лабораторних заняттях студенти визначають такий низький рівень вологості за якого проходить стійке в’янення рослин (ВСВ) методом вегетаційних мініатюр. Цей метод тривалий у часі, але корисний для майбутніх фахівців-агрономів, оскільки вони мають можливість відібрати зразки ґрунтів різної генези, створити оптимальні умови їх зволоження, внести мінеральні добрива для успішної вегетації культури, підготувати проростки, а потім контролювати і оптимізовувати ріст і розвиток висадженої культури.
На певній стадії експерименту сприятливі умови росту і розвитку закінчуються і рослини з часом відчувають дефіцит ґрунтової вологи і починають в’янути. Якраз цей рівень вологи (ВСВ) є вже недоступний для рослин і застосовується при розрахунку запасів продуктивної води.
Друге важливе дослідження ґрунтово-гідрологічних констант – вологість розриву капілярних зв’язків (ВРК) за методом С.І. Долгова і В.Б. Мацкевича. Величину ВРК використовують у практичних цілях при налаштуванні автоматизованого поливу посівів. Суть методу полягає у тому, що за вологості нижче ВРК рух солей до випаровувальної поверхні втрачається, адже розчинені речовини можуть рухатися із капілярною течією вологи до поверхні ґрунту лише у тому випадку, якщо вологість перевищує ВРК. В лабораторному експерименті 200 г повітряно-сухого ґрунту, просіяного через сито розміром 1 мм, ретельно перемішують із сухим дрібнокристалічним сірчанокислим натрієм – 10 г. Із такої суміші ґрунту беруть серію наважок (6 по 30 г), які поміщають в алюмінієві бюкси. До кожного із бюксів додають неоднакову кількість води від меншої до більшої, перемішують із ґрунтом, ущільнюють зволожений ґрунт у бюксі і чекають певний час дві-три доби, коли за різної вологості на поверхні ґрунту з’являються вицвіти солей, якраз ця вологість вище ВРК. Вологість розриву капілярів визначають у першому із бюксів, рахуючи від більшої вологості, де виділення солей не спостерігається.
Температура ґрунту – важливий екологічний фактор продуктивності біогеоценозів, провідний компонент мікроклімату ґрунту, що дуже впливає на різноманітні процеси, які відбуваються у ньому. Функцією від температури ґрунту є швидкість хімічних реакцій, поверхневий натяг ґрунтового розчину, фізичне випаровування, дифузія, характер поширення у ґрунті кореневих систем, а в цілому оптимальний ріст та розвиток рослин. На одній із лабораторних робіт студенти визначають теплофізичні характеристики ґрунтів згідно закону Фур’є: кількість тепла, що переноситься через одиницю площі в одиницю часу (qт, кал/см2 добу) прямо пропорційна теплопровідності ґрунту (λт кал/см добу) і градієнту температури (dт/dz ºС/см). Для розрахунку цих показників були використані реальні дисертаційні дані добового ходу температури ґрунту на глибинах 5, 10, 15 і 20 см з інтервалом часу дві години.
|
Технології обробітку |
Глибина, см |
Час доби, годин |
|||||
|
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
||
|
традиційна, що базується на оранці |
повітря |
15,0 |
20,3 |
22,7 |
25,5 |
26,0 |
22,8 |
|
поверхнева |
15,6 |
18,3 |
20,2 |
20,7 |
27,0 |
22,2 |
|
|
5 |
15,4 |
16,1 |
17,4 |
18,7 |
19,8 |
19,9 |
|
|
10 |
15,9 |
16,1 |
16,8 |
17,9 |
18,7 |
19,2 |
|
|
15 |
16,3 |
16,3 |
16,5 |
17,1 |
17,7 |
18,2 |
|
|
20 |
16,4 |
16,4 |
16,4 |
16,6 |
17,2 |
17,7 |
|
Михайло Бережняк,
доцент кафедри грунтознавства та
охорони грунтів ім. проф. Б.Ф. Шикули
Normal
0
false
false
false
false
RU
X-NONE
X-NONE
DefSemiHidden="false" DefQFormat="false" DefPriority="99"
LatentStyleCount="371">
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 2" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 3" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 4" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 5" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 6" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 7" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 8" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="heading 9" >
Name="index 1" >
Name="index 2" >
Name="index 3" >
Name="index 4" >
Name="index 5" >
Name="index 6" >
Name="index 7" >
Name="index 8" >
Name="index 9" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 1" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 2" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 3" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 4" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 5" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 6" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 7" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 8" >
UnhideWhenUsed="true" Name="toc 9" >
Name="Normal Indent" >
Name="footnote text" >
Name="annotation text" >
Name="header" >
Name="footer" >
Name="index heading" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="caption" >
Name="table of figures" >
Name="envelope address" >
Name="envelope return" >
Name="footnote reference" >
Name="annotation reference" >
Name="line number" >
Name="page number" >
Name="endnote reference" >
Name="endnote text" >
Name="table of authorities" >
Name="macro" >
Name="toa heading" >
Name="List" >
Name="List Bullet" >
Name="List Number" >
Name="List 2" >
Name="List 3" >
Name="List 4" >
Name="List 5" >
Name="List Bullet 2" >
Name="List Bullet 3" >
Name="List Bullet 4" >
Name="List Bullet 5" >
Name="List Number 2" >
Name="List Number 3" >
Name="List Number 4" >
Name="List Number 5" >
Name="Closing" >
Name="Signature" >
UnhideWhenUsed="true" Name="Default Paragraph Font" >
Name="Body Text" >
Name="Body Text Indent" >
Name="List Continue" >
Name="List Continue 2" >
Name="List Continue 3" >
Name="List Continue 4" >
Name="List Continue 5" >
Name="Message Header" >
Name="Salutation" >
Name="Date" >
Name="Body Text First Indent" >
Name="Body Text First Indent 2" >
Name="Note Heading" >
Name="Body Text 2" >
Name="Body Text 3" >
Name="Body Text Indent 2" >
Name="Body Text Indent 3" >
Name="Block Text" >
Name="Hyperlink" >
Name="FollowedHyperlink" >
Name="Document Map" >
Name="Plain Text" >
Name="E-mail Signature" >
Name="HTML Top of Form" >
Name="HTML Bottom of Form" >
Name="Normal (Web)" >
Name="HTML Acronym" >
Name="HTML Address" >
Name="HTML Cite" >
Name="HTML Code" >
Name="HTML Definition" >
Name="HTML Keyboard" >
Name="HTML Preformatted" >
Name="HTML Sample" >
Name="HTML Typewriter" >
Name="HTML Variable" >
Name="Normal Table" >
Name="annotation subject" >
Name="No List" >
Name="Outline List 1" >
Name="Outline List 2" >
Name="Outline List 3" >
Name="Table Simple 1" >
Name="Table Simple 2" >
Name="Table Simple 3" >
Name="Table Classic 1" >
Name="Table Classic 2" >
Name="Table Classic 3" >
Name="Table Classic 4" >
Name="Table Colorful 1" >
Name="Table Colorful 2" >
Name="Table Colorful 3" >
Name="Table Columns 1" >
Name="Table Columns 2" >
Name="Table Columns 3" >
Name="Table Columns 4" >
Name="Table Columns 5" >
Name="Table Grid 1" >
Name="Table Grid 2" >
Name="Table Grid 3" >
Name="Table Grid 4" >
Name="Table Grid 5" >
Name="Table Grid 6" >
Name="Table Grid 7" >
Name="Table Grid 8" >
Name="Table List 1" >
Name="Table List 2" >
Name="Table List 3" >
Name="Table List 4" >
Name="Table List 5" >
Name="Table List 6" >
Name="Table List 7" >
Name="Table List 8" >
Name="Table 3D effects 1" >
Name="Table 3D effects 2" >
Name="Table 3D effects 3" >
Name="Table Contemporary" >
Name="Table Elegant" >
Name="Table Professional" >
Name="Table Subtle 1" >
Name="Table Subtle 2" >
Name="Table Web 1" >
Name="Table Web 2" >
Name="Table Web 3" >
Name="Balloon Text" >
Name="Table Theme" >
Name="List Paragraph" >
Name="Intense Quote" >
Name="Subtle Emphasis" >
Name="Intense Emphasis" >
Name="Subtle Reference" >
Name="Intense Reference" >
UnhideWhenUsed="true" Name="Bibliography" >
UnhideWhenUsed="true" QFormat="true" Name="TOC Heading" >
Name="Grid Table 1 Light Accent 1" >
Name="Grid Table 6 Colorful Accent 1" >
Name="Grid Table 7 Colorful Accent 1" >
Name="Grid Table 1 Light Accent 2" >
Name="Grid Table 6 Colorful Accent 2" >
Name="Grid Table 7 Colorful Accent 2" >
Name="Grid Table 1 Light Accent 3" >
Name="Grid Table 6 Colorful Accent 3" >
Name="Grid Table 7 Colorful Accent 3" >
Name="Grid Table 1 Light Accent 4" >
Name="Grid Table 6 Colorful Accent 4" >
Name="Grid Table 7 Colorful Accent 4" >
Name="Grid Table 1 Light Accent 5" >
Name="Grid Table 6 Colorful Accent 5" >
Name="Grid Table 7 Colorful Accent 5" >
Name="Grid Table 1 Light Accent 6" >
Name="Grid Table 6 Colorful Accent 6" >
Name="Grid Table 7 Colorful Accent 6" >
Name="List Table 1 Light Accent 1" >
Name="List Table 6 Colorful Accent 1" >
Name="List Table 7 Colorful Accent 1" >
Name="List Table 1 Light Accent 2" >
Name="List Table 6 Colorful Accent 2" >
Name="List Table 7 Colorful Accent 2" >
Name="List Table 1 Light Accent 3" >
Name="List Table 6 Colorful Accent 3" >
Name="List Table 7 Colorful Accent 3" >
Name="List Table 1 Light Accent 4" >
Name="List Table 6 Colorful Accent 4" >
Name="List Table 7 Colorful Accent 4" >
Name="List Table 1 Light Accent 5" >
Name="List Table 6 Colorful Accent 5" >
Name="List Table 7 Colorful Accent 5" >
Name="List Table 1 Light Accent 6" >
Name="List Table 6 Colorful Accent 6" >
Name="List Table 7 Colorful Accent 6" >