Пресс (мембранный, пластинчатый): ~ мембранный (предло­жен Ричардсом) - прибор для измерения зависимости между влажно­стью почвы и потенциалом (давлением) почвенной влаги (см.). Представляет собой стальную камеру, где создается и поддерживает­ся давление какого-либо газа. Одна из стенок камеры является тон­копористой мембраной, во влажном состоянии пропускающей воду, но не пропускающей газ. Образец почвы находится внутри камеры на мембране. При повышении давления в камере вода из образца вы­текает через мембрану за пределы камеры до тех пор, пока давление (потенциал) почвенной влаги не станет равным по абсолютной вели­чине давлению газа. Максимальное давление может достигать 100 атм; -

Метод зондовых мембранных прессов (в модификации И.И. Судницына)

Если при использовании тензиометров почва находится под атмо­сферным давлением, а в камере с водой давление переменное, то в прибо­ре для измерения более низких давлений, напротив, почва находится в камере переменного давления, а резервуар с водой сообщается с атмосфе­рой. Повышение давления газа над почвой, расположенной на тонкопо­ристой пластине (диаметр пор не должен превышать 0.1 мкМ) вызывает перетекание воды из почвы через пластину в резервуар с водой. Когда капиллярно-адсорбционное давление почвенной влаги станет равным по абсолютной величине (но противоположным по знаку) давлению воздуха в камере, вытекание воды из почвы прекращается. Прибор, основанный на этом принципе, впервые предложил Ричарде (Глобус, 1969), назвав его «pressure-membrane apparatus» («мембранный пресс»). Существует много различных конструкций мембранного пресса, отличающихся раз­мером и формой камер повышенного давления, видом мембран и мано­метров, способами поддержания давления на заданном уровне (Глобус, 1969). Наилучшие результаты получаются, если влага, содержащаяся в почве, находится в непрерывном гидравлическом контакте с влагой, на­ходящейся в резервуаре. Но, поскольку почва в мембранных прессах обычно лежит на мембране, а резервуар - под мембраной, то воздух, всегда просачивающийся, хотя и в небольших количествах, через мем­брану, скапливается под ней, прерывая гидравлический контакт. В ряде конструкций существуют специальные устройства для удаления воздуха из-под мембраны, однако они лишают возможности измерять зависи­мость между давлением влаги и влажностью, не разбирая пресса и не взвешивая образцы (Глобус, 1969).

13. Методы и устройства для определения температуры почвы.

Кинетическая энергия теплового движения молекул и ато­мов вещества почвы определяет ее температуру. Последняя со­пряжена со свойствами почвы. Так, понижение температуры ниже условно принятого 0° влечет переход жидкой фазы в твердую.

Температуру измеряют термометрами. Госстандартом при­няты две температурные шкалы: термодинамическая — Кель­вина (°К) и практическая — Цельсия (°С). Интервал темпера­туры между точками таяния льда и кипения воды по обеим шкалам равен 100°. Отсюда следует, что градус шкалы Цель­сия равен градусу Кельвина (10 °К=Ю °С). Измеренную тем­пературу тела по шкале °С легко переводят в показания шкалы °К. °К=273,2 + °С. Если °С = 20°, то по °К = 273,2 + 20 = = 293,2°.

Температуру почв измеряют ртутными термометрами, кото­рые выпускают с приложением поправок в отдельных интерва­лах температур.

Термопары. Устройство тер­мопар основано на том, что в месте соприкосновения двух различных металлов, погружен­ных в почву, возникает электро­движущая сила, являющаяся функцией температуры среды. Термопары (термоэлементы) по­лучают спаиванием двух прово­лок из различных металлов: медь — константан, констан­там— серебро. Термопары ис­пользуют для измерения неболь­ших различий температур (диф­ференциальная термопара) и самих температур.

Термометры сопротивления изготавливают из платиновой проволоки ввиду химической стойкости этого металла в -интер­валах температур от 20 до 1000 °С. Для более узких темпера­турных интервалов годится проволока из меди, никеля и дру­гих металлов.

В Агрофизическом институте для этих целей использовали полупроводники (окиси некоторых металлов) и др. Полупро­водники обладают большим температурным коэффициентом, который достигает нескольких процентов на градус. При повы­шении температуры сопротивление полупроводников умень­шается.

Общераспространенный способ — измерение температуры поверхности почвы ртутными термометрами. При этом исполь­зуют три термометра: срочный, минимальный и максимальный. Двумя последними измеряют максимальную и минимальную температуру, срочным — в срок наблюдения. Резервуар каж­дого термометра наполовину погружают в почву на опытной площадке. В зависимости от цели исследования растительный покров удаляют или оставляют. Такой метод измерения темпе­ратуры поверхности почвы дает существенные погрешности. Более точными оказались электрические термометры.

Электрический термометр — «термопаук» — для измерения температуры поверхности почвы разработан в лаборатории тепловых свойств почвы Прибор прост, портативен и до­статочно точен.

Температуру определяют или непосред­ственно по шкале гальванометра, или строят градуировочную кривую. После установки прибора, в частности размещения горячих спаев на поверхности почвы, через 10—15 мин делают отсчет по гальванометру, который переводят на показания тем­пературы. За окончательный показатель температуры берут среднюю величину из 16 определений.

Прибор легко перенести и установить на новом месте, что дает возможность пользоваться им не только при стационар­ных определениях, но и при эпизодических измерениях темпе­ратуры почвы.

Пахотным электротермометром АФИ ЭТП-58 (рис. 101) из­меряют температуру пахотного слоя в пределах от 0 до 40 °С. Датчиком прибора служит чувствительный полупроводниковый элемент типа ММТ-6 в металлическом каркасе. На шкале измерителя отсчитывают непосредственно температуру почвы. Определение длится не более 3 мин.

Термометр-щуп (АП-6), рис. 102, измеряет температуру в основном в пахотном слое. Термометр вделан в металличе­скую оправу с заостренным наконечником внизу, изолирован­ным от нее специальной прокладкой. Резервуар термометра погружен в металлические (медные) опилки. На оправе нане­сены деления (от 0 до 45 см) глубины погружения. Нуль шкалы находится внизу на уровне ртутного шарика термо­метра. Температуру отсчитывают по шкале 0—60 °С, которая хорошо просматривается через прорезь в оправе.

Термометр погружают на определенную глубину, выдержи­вают 5 мин, берут показания с возможной точностью 0,5, Затем устанавливают на следующую глубину и т. д.

Если удлинить оправу за счет привинчивания отрезков штанги, то термометр можно использовать для измерения тем­пературы в скважинах при взятии проб на влажность. В Агрофизическом институте из­готовлен специальный штанговый термометр, который применяют при полевых глубинных измерениях температуры почвы.

Точечный  электротермометр имеет обнаженный конец длиной 5—6 мм, смонтированный на конце резиновой трубки, через которую проходит электрический провод. Термометр представляет собой тер­мосопротивление с высоким темпе­ратурным коэффициентом (около 3 % на 1 °С) и внутренним сопро­тивлением (3000—4000 Ом), что дает возможность использовать его для дистанционных измерений тем­пературы. Конец провода термосо­противления подведен к вилке, ко­торую включают в соответствующее гнездо распределителя. Точность измерения до 0,2 °С, предел изме­ряемой температуры от —20 до +40 °С.

Темпе­ратуру почвы отсчитывают на прямой по данным отсчета на гальванометре.

Почвенные коленчатые термометры Саввинова (рис. 105) применяют для измерения температуры пахотного слоя на глу-бине 5, 10, 15, 20 см. Для более глубоких слоев используют ртутные вытяжные термометры или электротермометры.

термометрами Саввинова пользуются в тече­ние вегетационного периода. На зиму их обычно снимают. Близ термометров Саввинова на поверхность почвы кладут срочный, минимальный и максимальный термометры на рас­стоянии 5 см друг от друга ртутными шариками на юг.