RU2451934C2

RU2451934C2 - Device for soil swelling evaluation

Info

Publication number: RU2451934C2
Application number: RU2009124357/13A
Authority: RU
Inventors: Виктор Андреевич Савельев (RU); Виктор Андреевич Савельев
Original assignee: ФГОУ ВПО Курганская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2012-05-27
Also published as: RU2009124357A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: device includes a body, a soil container, a contact plate and a measuring mechanism. The soil container has a mesh bottom, at the top the vessel has the contact plate with a stem connected to the measuring mechanism; the vessel is arranged inside the body on projections. The body bottom is detachable and is attached with latches; a moisture-releasing or moisture- absorbing material is placed between the body bottom and the mesh bottom of the soil container.

EFFECT: device allows to determine the intensity of soil swelling under various humidification conditions and to forecast versions of basic soil treatment.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам для оценки физических свойств почвы.The present invention relates to agricultural production, in particular to devices for assessing the physical properties of the soil.

В сельскохозяйственном производстве используются различные типы почв: черноземные, дерновоподзолистые с разнообразным гранулометрическим составом, что определяет их возможность накапливать и расходовать влагу и изменять при этом свое физическое состояние, плотность почвы, ее сложение. Почвы с легким гранулометрическим составом, имеющие небольшой запас органического вещества, в небольшой степени изменяют свой объем при насыщении влагой, ее испарении, и поэтому не в состоянии с помощью природных факторов приходить в равновесное состояние, приемлемое для развития культурных растений. Процесс самовосстановления у них развит слабо, их необходимо подвергать многократной механической обработке. Наличие в почве в достаточном количестве органического вещества в виде гумуса и глинистых частиц увеличивает набухание почвы и ее способность к самовосстановлению после уплотнения, высушивания без механической обработки. На таких почвах можно вести сельскохозяйственное производство без механических обработок с полной или частичной заменой их гербицидными обработками. Интенсивность набухания в данном случае служит своеобразным индикатором возможности применения минимальной обработки почвы. Но для всесторонней оценки необходимо знать интенсивность набухания не только при увеличении влажности почвы до капиллярного состояния, которое наблюдается весной после схода снежного покрова, но и степень уменьшения объема почвы при ее высыхании, в частности в пределах полевой влагоемкости, наиболее оптимальной для роста растений.In agricultural production, various types of soils are used: chernozem, sod-podzolic with a different particle size distribution, which determines their ability to accumulate and expend moisture and change their physical condition, soil density, and its composition. Soils with a light particle size distribution, having a small supply of organic matter, to a small extent change their volume when saturated with moisture, its evaporation, and therefore cannot with the help of natural factors come into an equilibrium state acceptable for the development of cultivated plants. The self-healing process in them is poorly developed, they must be subjected to repeated machining. The presence of a sufficient amount of organic matter in the form of humus and clay particles in the soil increases the swelling of the soil and its ability to self-regenerate after compaction, drying without mechanical treatment. On such soils, it is possible to carry out agricultural production without mechanical treatments with full or partial replacement by their herbicidal treatments. The intensity of swelling in this case serves as a kind of indicator of the possibility of applying minimal tillage. But for a comprehensive assessment, it is necessary to know the intensity of swelling not only with increasing soil moisture to the capillary state, which is observed in the spring after the snow cover has melted, but also the degree of decrease in soil volume when it dries, in particular within the field moisture capacity, which is most optimal for plant growth.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту может быть прибор А.М.Васильева (Практикум по почвоведению/ под ред. Куричева. - М.: Колос, 1980. - С.101. Прибор включает кольцо из нержавеющей стали, объемное пористое донце, поршень с мелкими отверстиями, стеклянную ванночку с пористой пластиной на дне. На краю плиты укреплена стойка, на которой крепится кронштейн с индикаторной головкой.The closest solution to the technical nature and the achieved effect may be the device of A.M. Vasilyeva (Workshop on soil science / under the editorship of Kurichev. - M .: Kolos, 1980. - P.101. The device includes a stainless steel ring, volume porous , a piston with small holes, a glass bath with a porous plate at the bottom. At the edge of the plate there is a rack on which a bracket with an indicator head is mounted.

Прибор A.M. Васильева позволяет определить интенсивность набухания почвенного образца, однако, здесь нет возможности провести анализ почвы с учетом интенсивности набухания, как при насыщении почвы влагой, так при ее иссушении. Смена пористой пластины на водопоглощающий материал требует съема измерительного устройства, что приведет к искажению оценочной информации.A.M. instrument Vasiliev allows you to determine the intensity of swelling of the soil sample, however, there is no way to analyze the soil taking into account the intensity of swelling, both when the soil is saturated with moisture and when it is dried. Changing a porous plate to a water-absorbing material requires the removal of a measuring device, which will lead to a distortion of the estimated information.

Целью изобретения является создание устройства для определения интенсивности набухания почвы как при повышении, так и при снижении ее влажности.The aim of the invention is to provide a device for determining the intensity of swelling of the soil both with increasing and decreasing its moisture content.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для оценки набухания почвы включает корпус, емкость для почвы, контактную пластину и измерительный механизм, где емкость для почвы имеет сетчатое дно, а сверху - контактную пластину со штоком, соединенным с измерительным механизмом, и устанавливается в корпусе на выступах, при этом дно корпуса выполнено съемным, крепится на защелках, а между дном корпуса и сетчатым дном емкости для почвы помещается влагоотдающий или влагопоглощающий материал.This goal is achieved in that the device for evaluating the swelling of the soil includes a housing, a soil tank, a contact plate and a measuring mechanism, where the soil tank has a mesh bottom and a contact plate with a rod connected to the measuring mechanism on top and is installed in the housing on protrusions, while the bottom of the casing is removable, fastens on latches, and between the bottom of the casing and the mesh bottom of the soil tank is placed moisture-absorbing or moisture-absorbing material.

На фиг.1 (схематично) изображено устройство для оценки набухания почвы. Устройство включает корпус 1, емкость 2 для почвы, контактную пластину 3 и измерительный механизм 4, где емкость 2 для почвы имеет сетчатое дно 5, а сверху - контактную пластину 3 со штоком 6, соединенным с измерительным механизмом 4, и устанавливается в корпусе 1 на выступах 7, при этом дно 8 корпуса 1 выполнено съемным, крепится на защелках 9, а между дном 8 корпуса 1 и сетчатым дном 5 емкости 2 для почвы помещается влагоотдающий или влагопоглощающий материал 10.Figure 1 (schematically) shows a device for evaluating the swelling of the soil. The device includes a housing 1, a container 2 for soil, a contact plate 3 and a measuring mechanism 4, where the container 2 for soil has a mesh bottom 5, and on top a contact plate 3 with a rod 6 connected to the measuring mechanism 4, and is installed in the housing 1 on protrusions 7, while the bottom 8 of the housing 1 is removable, mounted on latches 9, and between the bottom 8 of the housing 1 and the mesh bottom 5 of the tank 2 for soil is placed moisture-absorbing or moisture-absorbing material 10.

Работает устройство следующим образом. Емкость 2 вдавливают в предварительно очищенный слой почвы и отбирают образец почвы. Одновременно отбирают отдельный образец на влажность и определяют содержание влаги в почве. Емкость 2 с почвой устанавливают в корпус 1 на выступы 7. Сверху на почву опускают контактную пластину 3 со штоком 6 и шток соединяют с измерительным устройством 4 (например, ИЦ-10). На съемное дно 8 помещают влагоотдающий материал 10 (увлажненная фильтровальная бумага) и, при необходимости, наливают воды. Дно 8 с помощью защелок 9 фиксируют на корпусе 1. Вода через сетчатое дно 5 емкости 2 проникает в почву и происходит капиллярное насыщение исследуемого образца. Влажная почва увеличивается в объеме, поднимает контактную пластину 3 и через шток 6 усилие передается на измерительное устройство 4. Через 8-10 часов, когда показания измерительного устройства 4 остаются одинаковыми, дно 8 корпуса 1 снимают и заменяют влагоотдающий материал на влагопоглощающий материал (сухая фильтровальная бумага). Влага из крупных капилляров стекает вниз и концентрируется в водопоглощающем материале и может быть определена весовым методом. При снижении влажности почвы уменьшается и ее объем, что фиксируется измерительным устройством 4. После завершения исследования почвенного образца фиксируется объем почвы при капиллярном насыщении и при полевой влагоемкости, когда избыточное количество влаги стекает и остается прочно удерживаемая влага. Например, объем почвы при капиллярном насыщении составил 155 см³, а при полевой влагоемкости - 140 см³. Изменение объема составило:The device operates as follows. Capacity 2 is pressed into a previously cleaned soil layer and a soil sample is taken. At the same time, a separate sample is taken for moisture and the soil moisture content is determined. A container 2 with soil is installed in the housing 1 on the projections 7. From above, the contact plate 3 with the rod 6 is lowered onto the soil and the rod is connected to the measuring device 4 (for example, IC-10). Desiccant material 10 (moistened filter paper) is placed on the removable bottom 8 and, if necessary, water is poured. The bottom 8 using the latches 9 is fixed on the housing 1. Water through the mesh bottom 5 of the container 2 penetrates the soil and the sample undergoes capillary saturation. Wet soil increases in volume, raises the contact plate 3 and through the rod 6 the force is transmitted to the measuring device 4. After 8-10 hours, when the readings of the measuring device 4 remain the same, the bottom 8 of the housing 1 is removed and the moisture-absorbing material is replaced with a moisture-absorbing material (dry filter paper). Moisture from large capillaries flows down and is concentrated in the water-absorbing material and can be determined by the gravimetric method. With a decrease in soil moisture, its volume also decreases, which is recorded by the measuring device 4. After completion of the study of the soil sample, the soil volume is fixed at capillary saturation and at field moisture capacity, when an excess amount of moisture flows and firmly retained moisture remains. For example, the volume of soil with capillary saturation was 155 cm ³ , and with field moisture capacity - 140 cm ³ . The change in volume was:

Данного изменения объема вполне достаточно, чтобы скорректировать плотность почвы на 0,1-0,2 г/см³ и привести ее в равновесное состояние, пригодное для возделывания полевых культур (1,1-1,15 г/см³) без механической обработки.This change in volume is quite enough to adjust the soil density by 0.1-0.2 g / cm ³ and bring it into equilibrium, suitable for cultivating field crops (1.1-1.15 g / cm ³ ) without machining .

Применение предлагаемого изобретения позволит определить интенсивность набухания почвы при ее различном насыщении влагой (капиллярной, полевой и т.д. влагоемкости) и на основании полученной информации прогнозировать варианты основной обработки почвы (отвальная, плоскорезная или гербицидная)The application of the invention will allow us to determine the intensity of the swelling of the soil at its various moisture saturation (capillary, field, etc. moisture capacity) and based on the information received to predict the options for the main tillage (dump, flat-cut or herbicidal)

Claims

A device for evaluating soil swelling, including a housing, a soil tank, a contact plate and a measuring mechanism, characterized in that the soil tank has a mesh bottom and a contact plate with a rod connected to the measuring mechanism on top and is mounted on the protrusions in the housing, the bottom of the body is removable, fastened to the latches, and between the bottom of the body and the mesh bottom of the tank for soil is placed moisture-absorbing or moisture-absorbing material.