Метод за определяне на специфичната електропроводимост на почвата

Притежатели на патента RU 2331070:

Изобретението се отнася до областта на земеделието и има за цел да определи специфичната електропроводимост на почвата. За да се определи специфичната електропроводимост на почвата, се определя нейната електропроводимост. Електрическата проводимост на почвата се определя директно в почвената проба, без да се използва воден екстракт. За това от почвена проба се приготвя почвена проба чрез изсушаване до въздушно сухо състояние. Получената проба се натрошава и пресява през сито с диаметър на окото 2 mm. След това част от почвената проба се поставя в кондуктометричен инструмент, изработен от диелектрична пластмаса. Освен това масата на почвената проба е равна на обема на кюветата. Пробата в кюветата се навлажнява до съдържание на влага, равна на 30% и съответния най-нисък капацитет на влага, два електрода, равни по площ на крайните страни на тази кювета, се поставят в почвената проба в краищата на кюветата и се свързват с клеми на кондуктометричен инструмент за измерване на електропроводимостта на почвата. Проводимостта се изчислява чрез разделяне на индекса на проводимост на обема на почвената проба. Използването на изобретението ще осигури рационалното използване на торове върху почви с различно съдържание на влага. 3 dwg, 1 раздел.

Сравнението на изследваните проби от солени почви с несолеви аналог дава възможност да се установи относителното ниво на соленост на почвата върху територията на полето или дълбочината на почвения профил. На несолените почви определянето на електропроводимостта на почвата дава възможност да се прецени относителната й плодовитост, тъй като много йони в почвения разтвор - нитрат, амоний и др., Които имат решаващ ефект върху електропроводимостта на почвата, са хранителни вещества за растенията. Резултатите от определянето на електрическата проводимост на такива почви могат да се използват за рационално използване на торове.

Целта на изобретението е директно кондуктометрично определяне на електрическата проводимост на солени и несолени почви.

Тази цел се постига от факта, че измерването на електрическата проводимост на почвата се извършва директно в почвени проби, доведени в лабораторни условия до същото съдържание на влага, което изключва влиянието върху електропроводимостта на разликите в почвената влага, обикновено наблюдавани в полеви условия. В този случай влиянието на "общите" свойства на почвите е почти изключено, т.е. разлики в минералогичния им състав и съдържанието на хумус, тъй като почвените минерали и органични вещества по същество са диелектрици и не оказват значително влияние върху електропроводимостта на почвата. Електрическата проводимост на скалите и минералите, съставляващи почвата, е относително ниска - до 10 -15 Ohm -1 · m -1, което им позволява да бъдат класифицирани като диелектрици без много грешки, особено при ток с ниско напрежение, използван за определят електрическата проводимост на почвата съгласно предложения метод. Предложеният метод се извършва, както следва.

Взетите на полето почвени проби се изсушават при естествена температура на въздуха без излагане на пряка слънчева светлина до въздушно сухо състояние, смачкват се в порцеланов хаван или в специална мелница, пресяват се през сито с клетки с диаметър 2 mm и старателно смесени. Проба от въздушно суха почва се взема от проба, приготвена по този начин, и се поставя в кювета от диелектрична пластмаса. Подходящият обем на почвената проба трябва да съответства на вътрешния обем на кюветата. Поставена в кювета, проба се изравнява по височината на насипа с шпатула и се навлажнява с дестилирана вода до 30% влага спрямо въздушно сухата почва, без да се взема предвид хигроскопичната влага. За това вода с точно измерен обем внимателно се излива върху повърхността на почвата на малък поток, като равномерно я разпределя по цялата площ на кюветата. Поради хлабавия и хомогенен състав на почвата в кюветата, излятата вода се разпределя равномерно върху цялото тегло на пробата за няколко минути, което предопределя готовността на почвената проба за измерване на нейната електропроводимост. По този начин, 5 минути след овлажняването на почвата, е възможно да се анализира нейната електропроводимост. При наличие на голям брой проби и последователна подготовка на проби, препоръчително е да се навлажни почвата в кюветите не повече от 15 минути преди измерване на електропроводимостта, за да се избегнат значителни загуби на вода за изпаряване от навлажнената почва. Процесите на подготовка на проби и анализ на електропроводимостта трябва да се извършват при стабилна стайна температура от около 20 ° C или чрез термостатиране на почвените проби, така че тяхната температура по време на анализа да е приблизително еднаква, като се има предвид, че промяна в температурата на електролитите (разтвори на соли с ниска концентрация) с ± 5 ° C ги променя електропроводимостта ± 10-11%.

Съгласно първия метод за директно измерване на специфичната за почвата електрическа проводимост, измервателната верига се състои от източник на постоянен ток с ниско напрежение (до 10 волта), волтметър, милиамперметър и измервателна клетка. При преминаване на електрически ток през измервателната клетка с почва се отчитат показанията на напрежението и тока в измервателната верига. Електрическата проводимост на почвата в siemens (cm) или обратен ом (ohm -1) се изчислява чрез разделяне на силата на тока на стойността на напрежението в единици, сравними по размер.

Съгласно втория, по-опростен и удобен метод, измервателната верига се монтира от източник на променлив ток с напрежение 220 волта и честота 50 херца, омметър с обхват на измерване от 0 до 10 килоома и измервателна клетка. Могат да се използват и преносими омметри с вътрешен източник на ток. В тези случаи се измерва омичното съпротивление на почвената проба и нейната електрическа проводимост се изчислява чрез разделяне на едно (число) на стойността на почвеното съпротивление. Диаграмата на измервателната електрическа верига с помощта на омметър, общ изглед на кондуктометъра и измервателната клетка (отделно) са показани на фиг. 1-3.

Фигура 1 показва диаграма на кондуктометър, състоящ се от измервателна клетка (позиция 1), електроди (2), електрически проводници (3), омметър (4). Фигура 2 показва общ изглед (снимка) на кондуктометър, съответстващ на горната схема, т.е. измервателна клетка, пълна с пръст, с електроди и електрически проводници, свързани към омметър, който от своя страна е свързан към електрическа мрежа с променлив ток. Фигура 3 показва отделно измервателна клетка с пръст и електроди, вкарани в почвата (снимка).

Измерването на електрическата проводимост на почвата се извършва в следния ред. Плочковите електроди се поставят в кюветата с пръст близо до краищата на кюветата, така че да са в пълен контакт с цялата крайна площ на почвената проба от двете вътрешни страни на кюветата. След включване на електрическия ток в измервателната верига отчитането се записва на скалата на измервателните уреди (милиамперметър, волтметър или омметър), последвано от изчисляване на специфичната електропроводимост на почвата.

Изчисляването на електрическата проводимост на почвата при измерване на тока и напрежението се извършва по формулата, като се спазва пропорционалността на показателите (1):

където: G - електрическа проводимост, Ом -1;

I - сила на тока, ампер (A);

U - текущо напрежение, волта (V).

Изчисляването на електрическата проводимост на почвата при измерване на електрическото съпротивление се извършва по формулата (2):

където: G - електрическа проводимост, Ом -1;

R - електрическо съпротивление, Ом.

Специфичната електрическа проводимост се изчислява чрез разделяне на получения резултат от електрическата проводимост на обема на почвената проба, изразен в кубични сантиметри съгласно формулата (3):

където: γ - електропроводимост, Ohm -1 · cm -1;

G - електрическа проводимост, Ом -1;

V е обемът на почвената проба в кюветата, cm 3 .

Пример за конкретно изпълнение на предложения метод за директно определяне на специфичната електропроводимост на почвата чрез първия метод за нейното измерване. Избрани на полето 8 проби от обикновен чернозем, глинест в гранулометричен състав, с тегло 500 g всеки, след изсушаване се смилат по конвенционалния метод в порцеланов хоросан, пресяван през сито с диаметър на окото 2 mm. Взетите проби от проби с тегло 300 g се поставят в пластмасови кювети (долните части на стандартни кутии за съхранение на почвени проби с вътрешни размери: дължина 14 cm, ширина 9 cm, височина 4 cm), изравняват почвената повърхност с шпатула и се изсипват в кюветите от мерителна чаша 100 ml дестилирана вода за довеждане на почвената влага до 30% (тегловни, без хигроскопична влага). След равномерното разпределение на вливаната течност върху цялата маса на почвата, което отне 2-3 минути във времето, във вътрешните крайни страни на кюветите за контакт с почвата бяха вкарани плочкови електроди, свързани последователно с проводници в измервателна верига на кондуктометъра. Временните измервания на електрическата проводимост на 8 почвени проби при постояннотоково напрежение от 2,2 волта показват, че в този показател те се различават с максимум 0,06 · 10 -3 Ohm -1. За да се изчисли електрическата проводимост, електрическата проводимост на почвената проба се разделя на обема на почвата в кюветата, изразен в кубични сантиметри, т.е. с 504 cm 3 (14 × 9 × 4). Резултатите от специфичната електропроводимост на почвата при нейното съдържание на влага около 30% са представени в таблицата.