Спосіб визначення вологості грунту

G01N33 / 24 - грунтів (G01N 33/42 має перевагу)

Власники патенту RU 2439559:

Федеральне Державне Освітнє Установа Вищого Професійного Освіти "Новочеркаська Державна Меліоративна Академія" ФГТУ ВПО НГМА (RU)

Винахід відноситься до грунтознавства, меліорації і землеробства. На поле, де заплановані спостереження за вологістю ґрунту, попередньо, одноразово, на початку вегетації рослин визначають щільність грунту з непошкодженими складанням загальновідомим методом за допомогою ріжучого кільця або циліндра, після чого протягом усього вегетаційного періоду, в міру необхідності, буром, що дозволяє відбирати грунт з непошкодженими складанням, по горизонтах беруть зразки певного обсягу і зважують їх на технічних вагах, прямо в поле і без сушіння зразка в термостаті (сушильній шафі) визначають вологість грунту ак різниця щільності грунтів з непошкодженими складанням у вологому і сухому стані, віднесену до щільності ґрунту з непошкодженими складанням і виражену у відсотках від маси сухого ґрунту. Досягається спрощення, прискорення і підвищення оперативності визначення. 1 з.п. ф-ли, 1 табл.

Винахід відноситься до грунтознавства, меліорації і землеробства і може бути використано для оперативного визначення вологості грунту, призначення термінів проведення чергових вегетаційних поливів всіх сільськогосподарських культур, як у відкритому грунті, так і в теплицях.

Відомо кілька способів (методів) визначення вологості грунту і призначення термінів проведення чергових вегетаційних поливів сільськогосподарських культур, які можна об'єднати в такі групи:

- ваговій (термостатно-ваговий), заснований на висушуванні і зважуванні зразків ґрунту;

- тензометричний, заснований на вимірюванні напруги грунтової вологи поверхневими силами, що виникають на кордоні фаз;

- радіоактивний, в основу якого покладено зміна інтенсивності радіоактивного випромінювання поміщених в грунт джерел радіації при взаємодії з молекулами води або атомами водню;

- електричний, при якому вимірюються електричний опір, провідність, ємність і індуктивність грунту, залежать від її вологості;

- оптичний, при якому вимірюється ступінь поглинання або відбиття променевої енергії, що залежать від вологості об'єкта;

- експрес-методи: за станом рослин, морфологічними ознаками, фізіологічними показниками, органолептичними ознаками грунту, за якими визначають забезпеченість рослин грунтовою вологою і ступінь її вологості (Плюснин І.І. Голованов А.І. Меліоративне грунтознавство / Под ред. А.І. Голованова. - М. Колос, 1983. - С.61-62; Обладунків Б.А. Васильєв І.П. Туликов AM Практикум із землеробства / Підручник для вузів // 2-е изд. перераб. і доп. - М. Агропроіздат, 1987. - С.58-60; Практикум з грунтознавства / Под ред. І.С.Каурічева. - 4-е изд. перераб. і доп. - М. Агропромиздат, 1986. - С.97-98; Піуновскій Б.А. Практикум з меліоративного землеробства. - 3-е изд. Перераб. І доп. - М. Агропромиздат, 1986. - С.46-54; Долгов С.І. Агрофізичні методи дослідження грунтів . - М. Наука, 1966. - С.9-227; Вериго С.А. Разумова. Л.А. Ґрунтова волога. - Л. Гидрометеоиздат, 1973. - 328 с .; Роде А.А. Основи вчення про грунтової вологи. - T.1. Водні властивості ґрунтів і пересування грунтової вологи. Т.2. Методи визначення водного режиму грунтів. - Л. Гидрометеоиздат, 1965, 1969. - 663 с. і 287 с .; Відкриття, винаходи, промислові зразки і товарні знаки. G01N 5/02 а.с. №1196737, G01N 75/56 а.с. №898308, G01N 5/00 а.с. №1101718, G01N 22/04 а.с. №1101722, G01N 25/56 а.с. №1173283, G01N 23/24 а.с №693184, G01N 23/00 а.с №53 / 466, G01N 21/80 а.с. 1109610, G01J 1/04 а.с 811084, G01N 21/86 а.с №813209.

Недоліками відомих способів визначення вологості грунту і термінів проведення вегетаційних поливів є значна трудомісткість, енергоємність і тривалість процесу в часі, необхідність застосування великої кількості лабораторного обладнання, електричних і радіаційних та інших приладів, досить небезпечних для здоров'я обслуговуючого персоналу і оточуючих людей. Ряд способів визначення вологості грунту характеризується низькою точністю, недостатньою для їх практичного застосування.

Найбільш близьким технічним рішенням визначення вологості грунту і термінів проведення вегетаційних поливів є ваговій спосіб (термостатно-ваговий), при якому проби грунту для визначення вологості грунту в поле беруть спеціальним голчастим буром, з якого грунт перекладають в попередньо зважений стаканчик і закривають кришкою. У лабораторії вологий грунт в стаканчиках зважують на технічних вагах і сушать в сушильній шафі при температурі 105 ° С, протягом 12-14 годин до постійної ваги, контролюючи його на терезах з точністю до 0,01 г. Зважування стаканчиків з сухим ґрунтом здійснюють через 6 годин і далі через 8, 10, 12, 14 годин після початку сушіння, до постійної ваги. Час сушіння залежить від вологості грунту і температурного режиму в сушильній шафі. Розбіжності в масі стаканчика з сухим ґрунтом при черговому зважуванні не повинні перевищувати 0.05 м

Вологість грунту визначають за формулою:

де βв - шукана вологість,% від маси сухого ґрунту;

В - маса порожнього алюмінієвого стаканчика, г;

В1 - маса стаканчика з вологим ґрунтом до сушки, г;

В2 - маса стаканчика з сухим ґрунтом після сушки, м

(Обладунків Б.А. Васильєв І.П. Туликов A.M. Практикум із землеробства / Підручник для вузів // 2-е изд. Перераб. І доп. - М. Агропромиздат, 1987. - С.57-58).

Недоліком даного способу визначення вологості грунту є значні витрати праці, часу і електроенергії, що пов'язано з багаторазовим зважуванням зразка грунту і її тривалої сушінням в сушильній шафі протягом 12-14 годин до постійної ваги.

Технічним результатом, що досягається винаходом, є спрощення способу визначення вологості грунту, зниження витрат праці, часу і електроенергії та можливість його оперативного застосування в польових умовах.

Результат досягається тим, що на поле, де заплановані спостереження за вологістю ґрунту, попередньо на початку вегетації рослин визначають щільність сухого ґрунту з непошкодженими складанням загальновідомим методом, відбором вологих зразків за допомогою ріжучого кільця або циліндра, їх зважуванням і сушінням в термостаті, після чого в протягом усього вегетаційного періоду, в міру необхідності, буром, що дозволяє відбирати грунт з непошкодженими складанням по горизонтах, беруть зразки вологого грунту певного обсягу і зважують їх на технічні еских вагах, прямо в поле і без сушіння зразка в термостаті (сушильній шафі) визначають вологість грунту, як різниця щільності ґрунту з непошкодженими складанням у вологому і сухому стані, віднесену до щільності сухого ґрунту з непошкодженими складанням і виражену у відсотках від маси сухого ґрунту.

Спосіб визначення вологості грунту полягає в тому, що на поле, де заплановані спостереження за вологістю ґрунту попередньо на початку вегетаційного періоду, визначають щільність сухого ґрунту з непошкодженими складанням загальновідомим методом, відбором вологих зразків за допомогою ріжучого кільця або циліндра з наступним зважуванням і сушінням в термостаті . Після цього протягом усього вегетаційного періоду в міру необхідності щодня, подекадно, до і після випадання опадів і проведення поливів по горизонтах відбирають зразки вологого грунту певного обсягу. Відбір проб на вологість виробляють буром Неговелова, буром-циліндром ТСХА або будь-яким іншим буром, що дозволяє відбирати зразки ґрунту з непошкодженими складанням. Ці пристрої дозволяють відбирати проби вологого грунту з непошкодженими складанням певного обсягу. Відібрані зразки вологого грунту прямо в поле зважують на технічних вагах з точністю до 10 мг і без сушіння в термостаті (сушильній шафі) визначають вологість грунту. Вона знаходиться як різниця щільності ґрунту з непошкодженими складанням у вологому і сухому станах віднесена до щільності сухого ґрунту з непошкодженими складанням, виражена у відсотках до маси сухого ґрунту за формулою:

де βв - вологість ґрунту,% маси сухого ґрунту

p - маса зразка вологого ґрунту, г;

v - об'єм зразка вологого ґрунту, відповідний обсягом бура, см 3;

dv - щільність сухого ґрунту з непошкодженими складанням, г / см 3.

Дослідження, проведені в лабораторії кафедри «Меліорація грунтів» «НГМА», показали достатній рівень збіжності результатів визначення вологості грунту, еталонним термостатно-ваговим і новим способами (таблиця 1). Дослідження проводилися в чотирикратної повторності з двома горизонтами 0-20 і 20-40 см, які мали щільність сухого ґрунту з непошкодженими складанням відповідно 1.15 і 1.30 г / см 3. При довірчій ймовірності 95% точність досвіду виявилася досить високою і склала 0.69%, а найменша істотна різниця між варіантами виявилася рівною 0.58% м.с.п. Відповідно до цього похибка досвіду виявилася несуттєвою і між варіантами склала 0.26-0.27% м.с.п. Отже, точність визначення вологості грунту новим способом досягає 99%, відносна помилка складає не більше 1%. Це дозволяє використовувати новий спосіб визначення вологості грунту для практичних цілей в області меліорації, зрошуваного землеробства і рослинництва для спостереження за динамікою вологості грунту, в водобалансових дослідженнях і при призначенні термінів проведення вегетаційних поливів.

Вплив різних способів на точність визначення вологості грунту