Экспериментально-аналитический способ определения наименьшей влагоемкости черноземных и каштановых почв

Авторы патента:

Шкура Виктор Николаевич (RU)

Штанько Андрей Сергеевич (RU)

Васильев Сергей Михайлович (RU)

G01N33/24 - грунтов (G01N 33/42 имеет преимущество)

A01B79/02 - способы обработки почвы в сочетании с другими сельскохозяйственными работами, например удобрением, посадкой и т.п.

Владельцы патента RU 2710784:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") (RU)

Изобретение относится к области мелиорации земель. В способе определения наименьшей влагоемкости (НВ) черноземных и каштановых почв степного и сухостепного типов почвообразования адаптируют аналитическое определение наименьшей влагоемкости почвы – сложно определяемого почвенного параметра по экспериментально устанавливаемым почвенным характеристикам – значениям содержания в почве физической глины ((W_г)_i, % МСП) и гумуса ((g_гум)_i, %), плотности сложения почвы (γ_i, т/м³) и мощности гумусового горизонта (h_гум, м) с использованием зависимостей: для определения послойных значений НВ почв (W_HB)_i, % МСП:

где i - номер почвенного слоя; - средняя по почвенному профилю плотность сложения почвы, т/м³; для определения среднепрофильных значений НВ % МСП: а) в случае проведения измерений по слоям одинаковой мощности: , б) при проведении погоризонтных измерений (W_HB)_i с разной мощностью генетических горизонтов по зависимости вида: , где j - глубина рассматриваемого профиля, м; n - количество слоев почвы одинаковой мощности; h_{гор A}, h_{гор В1}, h_{гор В2}, h_{гор Вс} - мощность генетических горизонтов А, В₁, В₂ и В_с в пределах рассматриваемого метрового почвенного профиля, м; в) при известных средних или осредненных значениях по: . Способ позволяет упростить определение наименьшей влагоемкости почвы в полевых условиях благодаря аналитическому методу определения. 2 табл.

Изобретение относится к области мелиорации земель и предназначено для аналитического определения значений наименьшей влагоемкости черноземных и каштановых почв степного и сухостепного типов почвообразования по экспериментально определяемым значениям содержания в почве физической глины и гумуса, плотности сложения почвы и мощности гумусового слоя.

Известен способ определения наименьшей (синонимы: предельная, общая, полевая) влагоемкости почвы в полевых условиях методом заливаемых площадок, включающий выбор площадки в поле на типичном для нее участке размером 1×1 м или 2×2 м, обвалование площадки двойным кольцом уплотненных земляных валиков или рамок из досок или полосового железа высотой 20-30 см, выравнивание поверхности площадки и заливки ее водой заранее рассчитанного количества до полного насыщения (с учетом глубины исследуемого почвенного профиля и содержащихся в нем запасов воды), закрытие клеенкой, полиэтиленовой пленкой или толем, а сверху еще полуметровым слоем соломы или почвы для предотвращения испарения влаги или дополнительного поступления ее при выпадении осадков до тех пор, пока не стечет гравитационная вода (Практикум по почвоведению / Под редакцией И.С. Кауричева. - М.: Колос, 1980. - 272 с.).

После окончания впитывания воды в почву через 1; 3 и 10 суток (Практикум по почвоведению / Под редакцией И.С. Кауричева. - М.: Колос, 1980. - 272 с.; Козлова, А.А. Учебная практика по физике почв / А.А. Козлова. - Иркутск: Изд-во Иркутского гос. ун-та, 2009. - 81 с.) или 1; 3; 10 и 20 суток (Ревут, И.Б. Физика почв / И.Б. Ревут. - Л.: Колос, 1964. - 319 с.) влажность в слое 0-5 см, а по нижележащим слоям - через каждые 10 см, определяют до тех пор, пока ее показатель по результатам трех последних измерений не приобретет постоянное значение. Это постоянное значение влажности принимают за наименьшую влагоемкость (НВ) для данного слоя почвы. Такие же принципы заложены в методику определения наименьшей влагоемкости почвы и в других работах (Вадюнина, А.Ф. Методы исследования физических свойств почвы / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 345 с.; Шеин, Е.Ф. Теория и методы физики почв / Е.Ф. Шеин, Л.О. Карпочевский. - М.: Изд-во «Гриф и К», 2007. - 616 с.).

К недостаткам известного способа относится нижеследующее.

1. Для осуществления полевых исследований НВ по известному способу необходимо продолжительное время: 1-2 суток до полного впитывания воды в почву и 20-21 сутки после поглощения поданной на площадку воды (Ревут, И.Б. Физика почв / И.Б. Ревут. - Л.: Колос, 1964. - 319 с.), всего от 21 до 24 суток. В то время как полевые исследования содержания в почве физической глины, гумуса и плотности ее сложения зависят только от объема изымаемых образцов и могут быть осуществлены в течении одного рабочего дня.

2. Так как известный способ является экспериментальными, то для его реализации необходимы значительные затраты ручного труда, связанные с устройством земляных валов, рытьем шурфов, траншей, перемещением воды, отбором проб и др.

3. Для осуществления полевых исследований НВ по известному способу необходимо большое количество воды, доставка которой к месту проведения исследований вызывает определенные трудности.

Известен способ ускоренного определения наименьшей влагоемкости почвы в полевых условиях (RU №2546167), включающий нарезку канавки вдоль площадки для определения влагоемкости почвы длиной 0,5-0,7 м, шириной 0,25-0,30 м на глубину расчетного слоя почвы. Затем канавку заливают водой, подают воду на площадку из канавки инфильтрацией на 7-14 см, освобождают канавку от воды через 30 минут после заливки водой. Закрывают канавку досками или металлическим листом, а прилегающую площадку в радиусе 1,0 м от середины канавки - полиэтиленовой пленкой, 20-сантиметровым слоем соломы и 20-сантиметровым слоем земли. Определяют влажность почвы в стенках канавки по слоям на исследуемую глубину через три, пять, семь суток в четырехкратной повторности до установления постоянной влажности, которая будет считаться ее наименьшей влагоемкостью.

К недостаткам известного способа определения наименьшей влагоемкости почвы в полевых условиях относятся нижеследующие.

1. Так как известный способ является экспериментальным и реализуется в полевых условиях, его использование возможно только в безморозный период года по условию недопущения перехода воды из жидкого состояния в твердое (лед).

2. Для осуществления полевых исследований НВ по известному способу необходимо продолжительное время - не менее 5 суток, а также затраты физического труда.

3. Потребность в определенном количестве воды, которую необходимо доставить к месту проведения исследований.

Известен принятый за прототип экспериментально-аналитический способ определения одной трудно-измеряемой почвенной характеристики - общей порозности почвы Р_общ, %, по другим, относительно легко инструментально определяемым характеристикам. Принятый за прототип способ включает экспериментальное (в полевых и лабораторных условиях) определение плотности сложения (объемной массы) γ, т/м³, и плотности твердой фазы γ_т.ф., т/м³ исследуемой почвы и аналитическое определение общей порозности почвы по зависимости (Вадюнина, А.Ф. Методы исследования физических свойств почвы / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 345 с.):

Недостатком принятого за прототип экспериментально-аналитического способа является то, что он не позволяет определить наименьшую влагоемкость почвы.

Задачей изобретения является разработка экспериментально-аналитического способа определения наименьшей влагоемкости черноземных и каштановых почв степного и сухостепного типов почвообразования, применение которого позволит:

- сократить продолжительность определения НВ почв;

- уменьшить затраты трудовых и материальных ресурсов при определении НВ почвы;

- производить определение НВ почвы в любое время года.

Технический результат - аналитическое определение значений НВ черноземных и каштановых почв степного и сухостепного типа почвообразования по относительно просто экспериментально определяемым физическим параметрам почвы (содержанию физической глины, плотности сложения, содержанию гумуса и мощности гумусового слоя) без проведения специальных время- и трудозатратных экспериментальных исследований по определению НВ почвы.

Указанный технический результат достигается тем, что принятый за прототип способ аналитического определения одного сложно определяемого почвенного параметра по инструментально устанавливаемым другим почвенным характеристикам адаптирован к возможности аналитического определения значений наименьшей влагоемкости почвы по инструментально устанавливаемым значениям содержания в почве физической глины ((W_г)_i, % МСП) и гумуса ((g_гум)_i, %), плотности сложения почвы (γ_i, т/м³) и мощности гумусового горизонта (h_гум, м) с использованием зависимостей:

- для определения послойных значений НВ (W_HB)_i, % МСП:

где i - номер почвенного слоя;

- средняя по почвенному профилю плотность сложения почвы, т/м³;

- для определения среднепрофильных значений НВ % МСП:

а) в случае проведения измерений по слоям одинаковой мощности:

б) при проведении погоризонтных измерений (W_HB)_i с разной мощностью генетических горизонтов по зависимости вида:

где j - глубина рассматриваемого профиля, м;

n - количество слоев почвы одинаковой мощности;

h_{гор А}, , , h_{гор ВС} - мощность генетических горизонтов A, B₁, В₂ и ВС в пределах рассматриваемого метрового почвенного профиля, м;

в) при известных средних или осредненных значениях по:

Преимуществом предложенного способа является сокращение затрат временного, материальных и трудовых ресурсов, необходимых для определения НВ почв, особенно при проведении комплексных изысканий почвенных характеристик, путем исключения мероприятий по установлению НВ почвы в полевых условиях и определения данной характеристики аналитическим способом. Кроме этого, предложенный способ позволяет при известных (ранее определенных) значениях содержания физической глины, плотности сложения, содержанию гумуса и мощности гумусового слоя почвы определить послойные и среднепрофильные значения наименьшей влагоемкости в любое время года.

Работоспособность предложенного способа и точность определения (прогнозирования) послойных и среднепрофильных значений наименьшей влагоемкости (W_HB)_i проиллюстрирована примерами сопоставления экспериментально полученных авторами и аналитически определенных по предлагаемому способу значений этой водно-физической характеристики почвы в таблицах 1 и 2.

Судя по данным таблиц 1 и 2, отклонения аналитически определенных по предлагаемому способу послойных значений наименьшей влагоемкости (W_HB)_i от экспериментально установленных в среднем не превышает а максимальные отклонения опытных и расчетных послойных значений НВ не превышают 8,0%. Отклонения среднепрофильных опытных значений НВ исследованных почв от аналитически определенных по предлагаемому способу составили от 0,2 до 4,0%. Указанное обстоятельство свидетельствует о приемлемости предложенного способа для практического использования.

Экспериментально-аналитический способ определения наименьшей влагоемкости (НВ) черноземных и каштановых почв степного и сухостепного типов почвообразования, заключающийся в адаптации способа аналитического определения одного сложно определяемого почвенного параметра по экспериментально устанавливаемым другим почвенным характеристикам, отличающийся аналитическим определением значений наименьшей влагоемкости почвы по экспериментально устанавливаемым значениям содержания в почве физической глины ((W_г)_i, % МСП) и гумуса ((g_гум)_i, %), плотности сложения почвы (γ_i, т/м³) и мощности гумусового горизонта (h_гум, м) с использованием зависимостей:

- для определения послойных значений НВ почв (W_HB)_i, % МСП:

где i - номер почвенного слоя;

- средняя по почвенному профилю плотность сложения почвы, т/м³;

- для определения среднепрофильных значений НВ % МСП:

а) в случае проведения измерений по слоям одинаковой мощности:

где j - глубина рассматриваемого профиля, м;

n - количество слоев почвы одинаковой мощности; h_{гор A}, h_{гор В1}, h_{гор В2}, h_{гор Вс} - мощность генетических горизонтов А, В₁, В₂ и В_с в пределах рассматриваемого метрового почвенного профиля, м;

в) при известных средних или осредненных значениях по:

Похожие патенты:

Лизиметр // 2709475

Изобретение относится к приборам, применяемым в сельском хозяйстве при балансовых исследованиях на мелиорируемых землях, в частности для определения инфильтрации поливных, талых и дождевальных вод.

Полевой бесконтактный профилограф для спиралевидного сканирования // 2707907

Изобретение относится к сельскохозяйственному приборостроению. Полевой бесконтактный профилограф содержит массивное основание, на которое установлен стержень.

Способ определения заселенности почв грибами родов pythium, fusarium и helminthosporium с использованием модифицированного метода флотации // 2707538

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для определения уровня заселенности почв грибами родов Pythium, Fusarium и Helminthosporium возбудителей питиозной, фузариозной и обыкновенной корневых и прикорневых гнилей сельскохозяйственных культур.

Способ количественного определения вермикулита в почвах // 2707128

Изобретение относится к агрохимии, предназначено для использования в растениеводстве при расчете оптимальных доз калийных удобрений, вносимых в почвы под сельскохозяйственные культуры.

Способ комплексной оценки состояния окружающей среды // 2705814

Изобретение относится к экологии и может быть использовано в системе мониторинга окружающей среды в зоне освоения нефтегазовых месторождений в районах Крайнего Севера.

Способ агрохимического обследования земель сельскохозяйственного назначения // 2705549

Способ агрохимического обследования земель сельскохозяйственного назначения относится к сельскому хозяйству, а именно к агрохимическому картографированию земель сельскохозяйственного назначения.

Способ оценки аллелопатического почвоутомления для конкретных культур // 2704100

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к земледелию и растениеводству. В способе последовательно формируют, по меньшей мере, два образца семян зерновых культур: опытный и контрольный вариант образцов семян зерновых культур, обеспечивают контакт опытного образца семян с почвой с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости почвы; обеспечивают контакт контрольного образца семян с песком с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости песка; осуществляют выдержку указанных опытных и контрольных образцов семян до проращивания, удаляют почву и песок с пророщенных семян и помещают очищенные опытные и контрольные образцы пророщенных семян в идентичные прозрачные емкости с водой, уплотняют пророщенные семена в емкостях посредством вибрационного воздействия в вертикальной плоскости и последующего ударного воздействия на дно емкости.

Способ определения тепловых свойств пород сланцевых толщ // 2704002

Изобретение относится к области исследований свойств пород сланцевых толщ. При осуществлении способа определяют литологические типы пород в интервалах глубин сланцевой толщи.

Способ определения времени задержки прорастания яровых зерновых культур под влиянием токсикоза почв и пестицидов // 2703950

Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе формируют, по меньшей мере, один обработанный раствором пестицида опытный образец семян зерновых культур и один необработанный контрольный образец семян зерновых культур, обеспечивают контакт опытного обработанного образца семян с почвой с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости почвы; обеспечивают контакт контрольного образца семян с песком с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости песка; осуществляют выдержку указанных опытных и контрольных образцов семян до проращивания, удаляют почву и песок с пророщенных семян и помещают очищенные опытные и контрольные образцы пророщенных семян в идентичные прозрачные емкости с водой, уплотняют пророщенные семена в емкостях посредством вибрационного воздействия в вертикальной плоскости и последующего ударного воздействия на дно емкости, при этом после вибрационного воздействия на образцы семян в емкости помещают идентичные по массе грузы, определяют насыпные объемы опытного (V2) и контрольного (V3) образцов пророщенных семян по высоте размещения груза от дна емкости, по которым определяют величину суммарного ингибирования семян опытного образца токсикозом почв и пестицидом (Иi) по формуле: Иi=((V3-V2i)/(V3-V1))*100%, где V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян злаковых колосовых зерновых культур, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов; V2i - насыпной объем проросших семян опытного образца; V3 - насыпной объем проросших семян контрольного образца, i - порядковый номер опытного образца; по значениям насыпных объемов V2i, где i - порядковый номер опытного образца, строят кинетические зависимости изменения длины проростков для выбранной культуры при проращивании обработанных семян этой культуры на исследуемой почве от времени (toi, мин); определяют величину временного сдвига (%) для каждого образца и выбранной почвы (Ti) Ti=[(toi-tпi)/tпi]*100%, где Ti - временной сдвиг (%), tпi - время прорастания семян в песке, мин, tоi - время прорастания семян в почве до той же длины проростков, что и в песке, мин; формируют зависимость временного сдвига (Ti) от величины суммарного ингибирования (Иi) при развитии семян, определенную по насыпному объему (V2i); определяют время задержки прорастания опытного образца семян в почве по формуле Δto=1080*Ti/100, где Δto - время задержки прорастания обработанных семян в почве (мин), Ti - временной сдвиг, который определили при помощи экспериментальной кривой для величины найденного суммарного ингибирования (%).

Способ автоматизированного отбора и исследования проб почвы и устройство для его осуществления // 2701745

Изобретение относится к отрасли сельского хозяйства, а именно к области исследования состояния почвы, может использоваться в сельском хозяйстве для отбора проб почвы с различной глубины и проведения исследований по некоторым ее физико-механическим и химическим свойствам.

Почвообрабатывающий агрегат для возделывания бахчевых культур под пленкой // 2710072

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Почвообрабатывающий агрегат для возделывания бахчевых культур под пленкой содержит раму, с последовательно установленными на ней дисковыми ножами, право- и левооборачивающими плужными корпусами с заплужниками, и бороздообразователь, при этом агрегат оснащен двумя парами дисковых ножей, установленных таким образом, что расстояние между внутренними дисками пар равно расстояниям между дисковыми ножами в каждой из пар, при этом за каждой парой дисковых ножей установлены право- и левооборачивающие плужные корпусы с заплужниками, со стойками, обращенными к продольной оси агрегата, на которых смонтированы рыхлящие рабочие органы, кроме того, агрегат снабжен катками, установленными за корпусами, а по оси симметрии агрегата закреплен бороздообразователь, за которым смонтированы выравниватели, расположенные на расстоянии друг от друга, равном ширине захвата бороздообразователя, а для формирования борозд под установку пленочных тоннелей по обеим сторонам агрегата под углом атаки смонтированы сферические диски.

Способ формирования корнеобитаемого слоя поверхности отвалов, образованных отрытой разработкой полезных ископаемых // 2709713

Изобретение относится к восстановлению нарушенных земель при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Для формирования корнеобитаемого слоя поверхности отвалов применяют субстрат толщиной слоя 50 см, состоящий из вскрышной породы карьера добычи песка из поймы реки и ила с очистных сооружений не менее 5 лет хранения, взятых в весовом соотношении 1:0,1.

Лиманно-ячеисто-каскадный способ земледелия (землепашества) // 2708921

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к земледелию. Способ включает подготовку пашни к посеву, посев, уход за посевом, уборку урожая, подготовку пашни под зиму.

Способ возделывания рыжика озимого на семена // 2708914

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает размещение посева широкорядно и внесение в качестве удобрений отхода спиртового производства спиртовой барды, смешанной с минеральной серосодержащей водой в соотношении 1:1.

Способ выращивания маточных корнеплодов сахарной свеклы // 2707135

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к семеноводству сахарной свеклы. Способ включает подготовку почвы с внесением удобрений под основную обработку, загущенный посев и некорневые подкормки комплексными удобрениями, содержащими азот, фосфор, калий, магний, серу, железо, марганец, бор, цинк, медь и молибден.

Способ гребневания дренируемых земель // 2706952

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ направлен на снижение интенсивности заохривания дренажа путем нарезки щели в основании гребня.

Способ уничтожения борщевика сосновского // 2706552

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют покрытие защитным слоем поверхности зараженного участка почвы с последующим нанесением на защитный слой грунта, в который производят посев задерняющих трав.

Способ повышения плодородия чернозема выщелоченного // 2705316

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации. В способе в чернозем выщелоченный вносят фосфогипс.

Технологии возделывания лука репчатого с применением системы капельного орошения // 2705310

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при возделывании лука репчатого с использованием системы капельного орошения. Способ включает обработку почвы, внесение минеральных удобрений и гербицидов.

Способ обработки почвы под посев бахчевых культур // 2704988

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к выращиванию бахчевых культур. Способ включает полосовую вспашку и предпосевную обработку почвы.