Снегомерные съемки (далее – снегосъемки) проводят на полях, где располагаются наблюдательные участки с озимой зерновой культурой и многолетними травами, а также на полях с зябью.

Во время снегосъемок измеряют высоту снежного покрова снегомерной рейки М-103, толщину притертой ледяной корки, определяют степень ее распространения. Кроме того, отмечают состояние поверхности почвы под снегом (талая, мерзлая), характер залегания и структуру снега (визуально), наличие снежной корки на поверхности и внутри снежного покрова.

Снегосъемки проводят регулярно в течение периода залегания снежного покрова при степени покрытия поверхности в окрестности станции (поста) не менее 6 баллов.

На озимых посевах и многолетних травах снегосъемки проводят 10-го, 20-го числа и в последний день каждого месяца.

Снегосъемки прекращаются после разрушения устойчивого снежного покрова, т. е. когда к очередной календарной дате снегосъемки не более половины окрестности станции (поста) покрыто снегом (степень покрытия 5 баллов и менее).

Наблюдения за температурой пахотного слоя почвы начинают в весенний период с момента подсыхания почвы на глубине 10 – 12 см до мягкопластичного состояния и проводят до появления массовых всходов теплолюбивой культуры, посеянной на данном наблюдательном участке.

При измерении температуры пахотного слоя почвы используют термометры: АМ-6, ТЭТ-Ц11 и ТЭТ-2.

При проведении наблюдений термометр АМ-6, почвенных датчик термометра ТЭТ-2 или ТЭТ-Ц11 заглубляют в почву вертикально до отметки 5 см и выдерживают 5 мин. Отсчет температуры по термометрам АМ-6 и ТЭТ-2 с точностью до 0,5 °С, а по термометру ТЭТ-Ц11 – с точностью до 0,1 °С производят, не вынимая датчика из почвы.

Наблюдения за влажностью  почвы.http://chukin.ru/diploma/ipatov-bsc.pdf

1.1 Контактные методы

Контактные методы заключаются в непосредственном взаимодействии с почвой. Они разделяются на прямые методы и косвенные. Прямые методы основываются на извлечении воды из вещества и дальнейшем сравнении характеристик. В косвенных методах вычисляется величина, связанная с влажностью исследуемого материала. Косвенные методы требуют заранее проведенной калибровки с целью установления зависимости между параметрами влажности материала и измеряемой величиной. Все косвенные методы калибруются на основе данных, полученных прямым методом.

1.1.1 Прямой метод определения влажности почв

В прямых методах производится разделение почвы на сухое вещество и влагу. Этот метод включает в себя измерение влагосодержания и влажности путем соотношения масс. Влагосодержанием называют абсолютную влажность, а под влажностью понимают относительную влажность. Полученная величина в обоих случаях является безразмерной.

Влагосодержание высчитывается следующим уравнением:

где M_H2O - масса воды, кг; Mсух.почв - масса сухой почвы, кг.

 При необходимости выразить влагосодержание в процентах, формула при- нимает следующий вид:

Влагосодержание может принимать значения от 0% до бесконечности. Влажность высчитывается следующим уравнением:

где MH2O - масса воды, кг; Mвлажн.почв - масса влажной почвы, кг.

Так же как и влагосодержание, влажность можно выразить в процентах:

Влажность может принимать значения от 0 до 100%.

Наиболее популярным является термогравиметрический метод. Взвешива- ния производят на технических весах первого класса с точностью 0.01 г. Первым взвешивается исследуемый образец почвы массой примерно 5 г, просеянной через специальное сито с отверстиями 1 мм. Образец почвы помещается в специальный сушильный шкаф, где на протяжении 3 часов сушат почву при температуре 100 − 105 ◦С. По истечении нужного срока почву охлаждают и взвешивают, и снова помещают в сушильный шкаф, но уже на 2 часа. Такие измерения производятся до тех пор, пока масса высушенного образца почвы не будет отличаться от предыдущего значения, или отличие составляло бы не более 0.01 г. Способ сушки можно ускорить, помещая образец почвы в сушильный шкаф при температуре 150 − 160 ◦С. При такой температуре влага будет удалятся значительно быстрее, но точность анализа будет ниже, так как при этой температуре процессы окисления и распада органического вещества будут происходить интенсивнее, чем при температуре 100 − 105 ◦С [1].

Так же существуют и другие методы определения влажности почвы:

- экстракционные методы основаны на извлечении влаги из исследуемого образца почвы водопоглощающей жидкостью (диоксан, спирт) и определении характеристик жидкого экстракта, зависящих от его влагосодержания: плотности, показателя преломления, температуры кипения или замерзания;

- пикнометрический метод: определение плотности объемным методом, с помощью помещения почвы в жидкости разного удельного веса или же дополни- тельное увлажнение до водоудерживающей способности. Данный метод является больше лабораторным и менее точным, чем термогравиметрический [1].

1.1.2 Косвенные методы определения влажности почвы

Косвенные методы - это методы, где используются физические характеристики почвы, зависящие от влажности или ее среды. В этих методах оценка влажности материала определяется по изменению различных его свойств. К ним относятся механические методы, основанные на измерении изменяющихся с влажностью механических характеристик твердых материалов. Такие методы требуют заранее проведенной калибровки прибора с целью установления зависимости между влажностью почвы и исследуемой физической величиной.

Примеры косвенных методов определения влажности:

- гигрометрические методы, основаны на взаимосвязи относительной влажности воздуха в поровом пространстве и влагосодержанием почвы, путем определения влажности с помощью температуры точки росы в поровом пространстве почвы; разности температур сухого и смоченного термометров; деформации водопоглощающих материалов, помещенных в почву и набухающих от содержания влажности. Преимущество данного метода – пригоден при малых значений влагосодержания;

Тензиометр включает керамический фильтр, пластиковую трубу, вакуумный манометр (вакуумметр). После того как он заполняется водой его помещают в почву для определения давления. Вода движется в керамическом элементе, что приводит к изменению давления в трубе и изменениям показания счетчика. После гидратации (или дождя) в почве вода не поступает в трубку, пока не произойдет смещение потенциалов между почвой и тензиометром.

Рисунок - . Тензиометр и обработка данных на компьютере

Тензиометры — коммерчески доступные трубки различной длины для измерения водного потенциала в почве на различных глубинах. Тензиометры часто масштабируются в диапазоне от 0 до (-)100 centybarów (или в других единицах давления). На практике, их показания меньше и составляют от 0 (полностью насыщенной почвенной воды) до (-) 60 — 70 сантибаров (1 сантибар соответствует 1 кПа или 10 мбар).

Установка состоит из полости с отверстием, близким к диаметру тензиометра (например, с использованием металлической трубки). Суспензия с почвой и водой выливается в отверстие трубки, которая ставится в тензиометр.

Тензиометры используются в основном для принятия решения о начале и окончании полива. Их лучше устанавливать на разных глубинах (например, 20 см и 40 см). По показаниям тензиометра, можно определить время начала орошения (на основе показаний тензиометра расположенного ближе к поверхности) и время окончания полива (по данным тензиометра размещенного глубже).

- в электрических методах рассматривается зависимость электрических свойств почвы от изменения влажности: электропроводность, диэлектрическая проницаемость, а также диэлектрическая проницаемость буферной промежуточной среды – влагообменника, взаимодействующего с окружающей его почвой.

Измерение электрического сопротивления.  При этом методе используются датчики (в виде блоков, цилиндров), изготовленные из пористого материала (гипс), в которых размещены два электрода, подключенные к счетчику. Электрическое сопротивление материала зависит от содержания в нем воды, а это, в свою очередь, определяет содержание влаги в почве.

Фото 9. Электрические датчики влажности

В почве делают отверстия до необходимой глубины и размещают в них датчики. Существенным является тесный контакт между чувствительным элементом и почвой (это относится ко всем влагомерам).
Новые типы датчиков (датчики gramilar матрицы) используют материал в виде гранул, который окружает специальную мембрану и перфорированные крышки, изготовленные из стали или ПВХ. Это обеспечивает более длительный срок службы датчиков, более быстрый отклик и более точные измерения. Датчики такого типа могут быть использованы в системах автоматического контроля оросительных систем.

Измерения с помощью диэлектрических зондов TDR и EDR (емкостное)

Определение содержания влаги в почве при использовании данного метода происходит путем измерения диэлектрической среды, которая зависит от влажности почвы. Изменения содержания воды в почве вызывает изменения её диэлектрической постоянной, что позволяет определить соотношение между этими параметрами.

Фото 10. Датчик TDR-100

- определение влажности во взятых образцах почвы по поглощению радио- излучений заключается в следующем: между радиопередатчиком и приемником размещают воду или влагосодержащий материал. Ослабление радиосигнала, воспринимаемого радиоприемником, напрямую зависит от толщины материала и его плотности, а так же влажности. Применительно к почве, метод имеет небольшие ограничения из-за ее большой неоднородности, этот фактор требует градуировки прибора на каждой почве при стандартном ее уплотнении. Искажения результатов может быть связано и с наличием различных металлических примесей.

Влагомер почвы M-350 (NEW)

 Новая серия влагомеров М-350 дает возможность быстро, точно и легко определить влажность почвы путем прямого измерения. Принцип действия основан на высокочастотном объемном измерении. Другие характеристики почвы (рН, содержание солей, температура) не влияют на результаты измерения.

Принцип работы прост: влагомер вставляют в почву, и через пару секунд ЖК-дисплей отображает процентное содержание воды. Датчик влажности находится на конце электрода, его длина составляет всего 10 см, благодаря этому можно измерять влажность в отдельных почвенных горизонтах и определить водопроницаемость почвы.

Влагомер грунта, почвы МГ-44 позволяет осуществлять замеры влажности грунта, что необходимо в гидрологии, для оценки профиля сточных вод и ирригации. Также допускается применение приспособления для измерения влажности щебня, песка, бетона, продуктов в гранулах, а также с пудро- и пастообразной консистенцией, например, зерна, масла и маргарина. Приспособление позволяет сохранять 99 калибровочных параметров, обеспечивая возможность самостоятельно стирать и добавлять точки отсчета для калибровок. Микропроцессор обладает способностью оперировать введенными данными и на их основе вычерчивать калибровочную кривую. Прибор поддерживает кириллицу и латинский алфавит, имеется возможность отдельного для каждого канала изменения показателей для калибровки в диапазоне ±5% с шагом в 0,1%.

Принцип работы изделия базируется на способности водяных молекул частично поглощать высокочастотную электромагнитную волну. Другая часть волны отражается, попадая на приемное устройство, которое ее регистрирует. Сравнение амплитуд двух образовавшихся волн позволяет процессору произвести вычисление коэффициента отражения, который необходим для оценки влажности.