Определение дифференциальной порозности почв по Дояренко

02.09.2012

Описано несколько конструкций вакуум-капилляриметров, пригодных для изучения дифференциальной порозности легких почв (Секера, Дояренко и др.). В этих приборах использована зависимость между диаметром пор и силами, удерживающими воду в этих порах.
Образец почвы помещают на тонкопористую мембрану и насыщают водой. Затем снизу мембраны последовательно, по ступеням, увеличивают всасывающее напряжение (вакуум), отсасывая все больше воды из почвы.
По уравнению Бехгольда рассчитан эквивалентный диаметр пор (капилляров) при разном всасывающем напряжении (табл. 1).

По объему вытекшей из почвы в бюретку воды можно учесть объем пор определенных размеров.
Вакуум-капилляриметр Дояренко, несколько видоизмененный нами (рис. 3), состоит из нескольких воронок В, каждая из которых соединена тонкой каучуковой трубкой с нижним носиком мерной пипетки или бюретки Б. Воронки подвижны по высоте, и уровень почвы может быть выровнен с уровнем воды в бюретке (при насыщении) или поднят над ним до 50 см при определении емкости пор диаметром до 60 и).

В качестве мембраны используют воронки с пористой стеклянной пластинкой № 4 завода «Дружная горка». Разрежение создается ручным вакуум-насосом Комовского или водоструйным Н; наличие резервуара Р гарантирует более плавное изменение давления, учитываемое по манометру М.
Для заполнения прибора используют прокипяченную дистиллированную воду и перед определением из системы должны быть удалены все пузырьки воздуха; затем выравнивают уровень пористой пластины и нуля бюретки и устанавливают уровень воды на нуле.
Для определения дифференциальной порозности помещенный на воронку вакуум-капилляриметра почвенный образец насыщают водой, поступающей из бюретки; при этом бюретку постепенно подвигают вверх, поддерживая равенство уровней воды в бюретке и пористой пластины; зажим К должен быть открыт. После капиллярного насыщения уровень воды в бюретке поднимают на высоту поверхности почвы и доводят почву до полного насыщения. Зная объем образца почвы, его исходную влажность и объем воды, поступившей в образец, можно вычислить общую порозность почвы.
Опускают бюретку и поддерживают разницу уровней пластины и воды в бюретке в 6 см. Через 10-15 мин., когда стекание воды прекратится, записывают отсчет по бюретке. Увеличение объема воды в бюретке эквивалентно объему пор диаметром более 0,5 мм в образце почвы.
Опустив бюретку, доводят разницу уровней до 10 см, определяют объем пор от 0,5 до 0,3 мм, затем повторяют определение для разницы в уровнях в 30 см. Закрыв кран, соединяющий с атмосферой, включают водоструйный насос и увеличивают всасывающее напряжение до 7,6 см ртутного столба, которое соответствует 100 см водного столба. При работе с вакуум-насосом уровень воды в бюретке и пластины выравнивается.
Выделение воды из почвы при уменьшении влажности замедляется, но конец определения для каждого уровня всасывающего напряжения устанавливается всегда по прекращению изменения уровня воды в бюретке. Определение объема малых пор затягивается на несколько часов.
Измерение порозности приходится прекратить при проскоке через мембрану первого пузырька воздуха, что легко заметить. Об объеме пор, заполненных водой в этот момент, можно судить по потере веса почвой при высушивании почвы, снятой с мембраны. Результаты измерения - эквивалентный диаметр пор и объем их в миллилитрах и объемных процентах - сводят в таблицу или изображают графически.
К недостаткам метода Н.А. Качинский относит то, что этот метод определяет только активную порозность (по которой происходит передвижение воды) и не учитывает уменьшения действующего диаметра пор неподвижной пленкой воды, а также мелкие поры, целиком заполненные прочносвязанной водой.