Громадная роль воды в жизни растений и резкие колебания запасов воды в почве вызывают постоянную заботу о воде при возделывании растений. Очень часто получение высокого урожая растений зависит от содержания достаточного количества воды в почве, а отсюда возникает необходимость уметь определять, сколько имеется воды в почве, и знать, достаточно ли этого количества для жизни растений. Есть много разных способов определения воды в почве, требующих лабораторного оборудования, но существуют способы, позволяющие и без лаборатории определять воду в почве. Рассмотрим два таких простых способа определения воды в почве.
Один из них основан на известном физическом законе, который говорит, что всякое тело в воде теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им вода. Для определения воды в почве по этому способу надо иметь широкогорлую аптечную скляночку (баночку) с притертой стеклянной пробкой и предварительно узнать: 1) вес склянки пустой и 2) вес ее, наполненной водой до отказа — без пузырьков воздуха. В эту баночку берут какое-нибудь количество исследуемой почвы (примерно 1/4 объема склянки), плотно закрывают се пробкой и взвешивают (получают вес баночки с сырой почвой). Затем наливают в баночку воды до горлышка, палочкой хорошенько разбалтывают почву с водой (с палочки надо обязательно смыть почву в баночку) и дают несколько минут отстояться. Потом доливают баночку водой до самого верха, удаляя пену и всякие всплывающие растительные остатки, затем закрывают пробкой (при этом избыток воды выливается), вытирают баночку снаружи, взвешивают и узнают вес баночки с почвой и водой.
Вес сухой почвы во взятой пробе определяется путем умножения разности между весом баночки с почвой и водой и весом баночки с водой на постоянное число — 12/3. Содержание воды в процентах к сухой почве вычисляют так: по разности между весом баночки с сырой почвой и весом пустой баночки мы узнаем вес сырой почвы; вычитая из него вес сухой почвы, определяем количество воды в пробе; относя ее к сухому весу пробы и умножая на 100, получим содержание воды в процентах.
Например, мы имеем баночку весом 200 граммов; с водой она весит 450 граммов; вес этой баночки с сырой почвой равен 260 граммам; баночка с водой и почвой весит 480 граммов.
Разность между весом баночки с водой и почвой и весом баночки с водой, то есть 480—450=30 граммов, умножаем на постоянное число 12/3 и получаем вес сухой почвы в нашей пробе, то есть 30Х12/3==50 граммов.
Сырой вес почвы в нашей пробе будет равен разности между весом баночки с сырой почвой и весом пустой баночки, то есть 260—200=60 граммов. Вес же воды в почве нашей пробы будет равен разности между весом сырой почвы и весом сухой почвы, то есть 60—50 = 10 граммов. Если отнесем вес воды к весу сухой почвы и умножим на 100, то получим содержание воды в нашей почвенной пробе в процентах. Для этого составим пропорцию:
50-100
10-x ‘ отсюда X=(10*100)/50=20 процентов.
Таким образом, просто, быстро и достаточно точно узнается, сколько воды находится в почве.
Этот способ интересен тем, что при небольшом его изменении можно узнать, сколько в почве промежутков, то есть рыхлость
Другой способ, основанный на разной электропроводности сухой и сырой почвы, хотя и не дает точного количества воды в почве, но позволяет сразу узнать, находится ли в почве больше или меньше воды какого-нибудь заданного количества, например, минимально достаточного для развития растений. Имея в виду, что сухая и сырая почва имеет разную электропроводность, можно устроить очень интересный щуп для определения влажности почвы. Пользуются для этого обыкновенным карманным электрическим фонариком и палочкой с двумя металлическими наконечниками. Вставив в почву эту палочку, можно видеть, что лампочка в фонарике загорится: это значит, что почва влажная; если фонарик не загорится — значит, почва сухая.
Чтобы понять весь смысл происходящего явления, можно провести простой опыт с обыкновенной электрической лампой в комнате. Разрежьте один из двух шнуров в ламповом проводе, к очищенным от изоляции концам привяжите две металлические пластинки (кусочки жести) и хорошенько обмотайте место прикрепления проводов и часть пластинок изоляционной лентой (чтобы не пропускать сквозь себя ток).
или строение почв, а вычтя из этих промежутков объем находящейся там воды, узнаем содержание в почве и воздуха, что так важно для дыхания корней. Для этого нужно только при помещении пробы почвы в баночку взять определенный ее объем при помощи особого бурика. Тогда, зная объем чистой почвы и вычитая его из объема взятой почвы, получаем объем промежутков, то есть рыхлость почвы. Вычитая из объема промежутков количество воды, узнаем количество воздуха в почве (этот метод впервые предложен и применен был нами). Так, если в вышеуказанном примере проба почвы была бы взята буриком емкостью 100 кубических сантиметров, то за вычетом из этого объема чистой почвы (который получается от деления веса сухой почвы (50 граммов) на ее удельный вес (2,5), то есть 50/2,5 = 20 кубических сантиметров) получим 80 кубических сантиметров, или 80 процентов промежутков или рыхлости; а вычитая из этого общего объема промежутков объем воды в пробе, то есть 10 кубических сантиметров, получим содержание воздуха в почве 70 кубических сантиметров, или 70 процентов, к объему всей почвы.
Рис. 6. Определение влажности пи электропроводности.
Эти пластинки вставьте в сухую почву, близко одна к другой (на 1/2—1 сантиметр), и вставьте вилку в штепсель (рис. 6). Так как сухая почва очень плохо проводит ток, лампа не загорится. Но стоит вам капнуть несколько капель воды на почву между пластинками, и лампа загорится, так как сырая почва хорошо проводит электричество 1.
На этом основании и можно устроить вышеупомянутый щуп для определения влажности почвы (рис 7). Возьмите обыкновенную палочку б и к нижнему концу ее прикрепите ребром две маленькие металлические пластинки а (полезно устроить наконечник у палочки, который закрывал бы пластинки, когда щуп не работает, и предохранял от изменения их положения). К каждой пластинке присоедините хороший, мягкий провод ж и оба эти провода выведите к верхнему концу палочки или внутрь нее (если она полая) или пришпильте их снаружи скобочками. Провода должны идти к карманному электрическому фонарику и присоединиться между батарейкой в и лампочкой г.
В действительности явление несколько сложнее, так как все дело в растворенных в воде веществах. Если взять чистый песок и дистиллированную воду, то опыт не удастся из-за отсутствия в них растворимых солей. С почвой опыт почти всегда удается, так как в ней достаточно растворимых солей, необходимых для электропроводности раствора.
Рис 7 Щуп для определения влажности почвы: А — общий вид щупа, Б — общий вид конца щупа с электродами В — схема крепления батарейки, электролампы и проводов на доске щупа: а - электроды; б - штанга щупа; в - батарейка; г - электролампа; д - пластинка, крепящая батарейку на доске; е — патрон для электролампы и его крепление, ж — электропровода
Лучше всего для этого привязать к электроду батарейки металлическую пластинку д в размере электрода (проложив между нею и электродом каучуковую изоляцию), провод от щупа присоединить один к электроду, другой к привязанной к ней пластинке, в таком виде батарейку вставить в фонарь — и щуп готов. Уплотнив ногой почву (во избежание влияния ее рыхлости), пластинки, находящиеся на конце палочки, вставляют в почву и нажимают кнопку фонаря. Если при этом лампочка загорится, значит почва влажная; если нет — сухая.