KOLOKVIJUM IZ NAVODNJAVNJA 1.
Uzimanje uzoraka zemljiš ta u prirodnom stanju
Uzimanje uzoraka zemljista u prirodnom stanju podraz umeva da u uzetom uzorku zemljišta sadrži
prirodan sklop rasporeda č estica i pora kao u polju. Ovi uzorcima se određuje zapreminska masa, ukupna i diferencijalna poroznost, retacioni vodni kapa citet, brzina filtracije zemljišta.. Za uzimanje uzoraka se koriste cilindri valjkastog oblika, najčešć e zapremine 100, 250, 500, 1000 pa i 2000cm³. Izrađeni su od nerđajuć eg metala, najčešće celika. Imaju dva poklopca sa dve metalne mrežice. Cilindar je na donjoj strani naoštren ra radi di lakšeg utiskivanja u zemljište. Obelež eni su brojevima. Za uzimanje uzorka potrebno je imati pridor za utiskivanje cilindra. Kod nas se najčešć e koriste cilindri zapremine 100cm³ koji se nazivaju cilindri Kopeckog. Pakuju se u drvene sanduke, po 20 komada, u
ašov, pedološki ili neki drugi oštar nož i kojima je bezbedan transport. Od pribora još treba posedovati ašov, drveni čekić. Postupak:
Zemljište se poravna ašovom, postavi se pribor za utiskivanje cilindra čije se postolje učvrsti za zemljište. U prihvatni deo se uvlači cilindar i utiskivačem ravnomerno ravnomerno utiskuje u zemljiš te, tako da gornja ivica cilindra uđ e ispod povrsine cilindra. Zatim se poravna zemljište sa gornjom ivicom cilindra, to se obavlja pažljivo i polako oštrim nožem, da ne bi došlo do izdubljivanja zemljišta. Potom Potom se postavlja mrež ica i gornji poklopac. Zatim se nož em ili ašovom izvaljuje cilindar iz zemlje tako da ostane izvesna zapremina zamljišta iznad donje ivice, koju takođe treba pažljivo poravnati, postaviti mrež icu i donji poklopac. Ukoliko prilikom uzimanja uzorka dođe do ošteć en ja zemljišta u cilindru, njegovo izdubljivanje ili ispadanje, cilindar se ne sme popunjavati zemljom, nego se uzimanje uzorka uzorka ponavlja.
Ukoliko je zemljište suvo, potrebno ga je navlažiti jer je iz suvog zemljišta otež ano uzimanje uzorka. Neophodno je uzimati uzorke u više ponavljanja, minimum u 4 ponavljanja.
2.
Uzimanje uzoraka zemljišta u narušenom stanju
Uzorci u narušenom stanju koriste se najčešće za praćenje dinamike vlažnosti zemljišta u cilju određivanje rokova i rasporeda zalivanja. Uzorci se uzimaju sa vi še mesta slobodnom rukom i raznim alatkama (ašov, lopata..) Uzimanje uzoraka sa površ ine zemljišta i plićih slojeva ne predstavlja poseban problem. Uzimanje uzoraka iz dubljih slojeva vrši se pomoću sondi ili burgija. Koriste se razliciti tipovi sondi za
uzimanje uzoraka različitog zemljišta, od peska do teš kih glinovitih zemlji šta. Mogu se svrstati u 3 tipa: a) cevaste sonde b) svrdlaste sonde c) holadnski tipovi sonde Sonde se sastoje od dela kojim se uzima uzorak zemlji šta, cevnih nastavaka i poprečne ručke koja služ i za okretanje sonde. Deo kojima se uzima uzorak je dužine 25cm, vrh mu je podešem da pravi bušotinu
u zemljištu. Bušotina se pravi postupno i u jednom nav ratu sonda se utiskuje u zemljište do 20cm, vadi iz bušotine, uzima uzorak, uzorak, oč isti se deo za prihvatanje od ostatka zemlje i nastavlja se uzimanje uzoraka do željene dubine. Na cevnim nastavcima je dm skala. Uzorci se uzimaju obično po slojevima 10-20cm. Kod nas se najčešć e koristi holandski tip sondi, imaju primenu za većinu zemljišta. Za odredjivanje vremena zalivanja dinamika vlažnosti zemljišta se prati u sloju aktivne rizosfere zemljišta, za povrtarske kulture 20-50cm, ratarske kulture 50-70, vocnjaka i vinograda 80-100cm. Za potrebe navodn javanja uzorci se uzimaju najviš e do 2m dubine. Uzorci zemljišta se najčešće pakuju u platnene kese ili kartonske kartonske kutije. Obeleženi su brojevina i složeni u drvene sanduke koji obezbeđ uju siguran transport.
2.
Uzimanje uzoraka zemljišta u narušenom stanju
Uzorci u narušenom stanju koriste se najčešće za praćenje dinamike vlažnosti zemljišta u cilju određivanje rokova i rasporeda zalivanja. Uzorci se uzimaju sa vi še mesta slobodnom rukom i raznim alatkama (ašov, lopata..) Uzimanje uzoraka sa površ ine zemljišta i plićih slojeva ne predstavlja poseban problem. Uzimanje uzoraka iz dubljih slojeva vrši se pomoću sondi ili burgija. Koriste se razliciti tipovi sondi za
uzimanje uzoraka različitog zemljišta, od peska do teš kih glinovitih zemlji šta. Mogu se svrstati u 3 tipa: a) cevaste sonde b) svrdlaste sonde c) holadnski tipovi sonde Sonde se sastoje od dela kojim se uzima uzorak zemlji šta, cevnih nastavaka i poprečne ručke koja služ i za okretanje sonde. Deo kojima se uzima uzorak je dužine 25cm, vrh mu je podešem da pravi bušotinu
u zemljištu. Bušotina se pravi postupno i u jednom nav ratu sonda se utiskuje u zemljište do 20cm, vadi iz bušotine, uzima uzorak, uzorak, oč isti se deo za prihvatanje od ostatka zemlje i nastavlja se uzimanje uzoraka do željene dubine. Na cevnim nastavcima je dm skala. Uzorci se uzimaju obično po slojevima 10-20cm. Kod nas se najčešć e koristi holandski tip sondi, imaju primenu za većinu zemljišta. Za odredjivanje vremena zalivanja dinamika vlažnosti zemljišta se prati u sloju aktivne rizosfere zemljišta, za povrtarske kulture 20-50cm, ratarske kulture 50-70, vocnjaka i vinograda 80-100cm. Za potrebe navodn javanja uzorci se uzimaju najviš e do 2m dubine. Uzorci zemljišta se najčešće pakuju u platnene kese ili kartonske kartonske kutije. Obeleženi su brojevina i složeni u drvene sanduke koji obezbeđ uju siguran transport.
3.
termogravimetrijskim metodama Metod određivanja vlažnos ti zemljišta termogravimetrijskim
a) šusenje uzoraka u suš nici Posude sa uzetim uzorcima vlažnosti zemljišta mere se na tehničko j vagi, potom se otvaraju i stavljaju stavljaju
u sušnicu. Uzorci se suš e na temperaturi temperaturi 105-110°C, jer pri višim temperaturama sagoreva deo organske materije. Pesak i uzorci iz dubljih slojeva se mogu sušiti na viš oj temperaturi 120-140°C, ali je kraće vreme sušenja. Laka i glinovita zemljišta dovoljno je sušen je u trajanju 4-5h, a za glinovita i tež a zemljišta 7-8h. Stoga je jedino ispravno ispravno sušenje do kontantne mase, ali da se ne bi proveravala masa svih uzoraka, dovoljno je odabrati nekoliko uzoraka sa različ itih dubina i samo njima proveravati moment konstantne mase. Na taj način se dobija na vremenu, obezbeđuje se princip metoda i tač nost rezultata. Moment konstantne mase postiže se kada dva uzastopna merenja u vremenskom razmaku od 1h ne pokazuju veća odstupanja od 0,01g. Obračun se vrši na apsolutno suvo zemljište i izraž ava se u masenim %.
= ∗100
x – vlažnost zemljišta (mas %) ; d – isparena voda iz uzorka zemljiš ta (g) e – masa suvog uzorka zemljiš ta (g)
d = b – c b - bruto masa vlažmog zemljiš ta i posude (g); c - bruto masa suvog zemlji šta i posude (g)
e = c – a a – masa posude (g)
Ovo je klasičan metod metod za određiv određivanje vlažnosti zemljišta. Najstariji, najtač niji i naprecizniji. Njime se praktično izmeri sadržaj vode u zemljištu. Zahteva duže vremena. b) sušenje infracrvenim zracima Razne materije upijaju infracrvene zrake pri čemu se zagrevaju. Vode ih naroč ito absorbuje i pri tome intenzivno isparava. Na tome poči va princip primene infracrvenih zraka kod određivanje vlažnosti zemljišta. Pribor se sastoji od: tehničke vage iznad č ijeg tasa se nalazi infracrvena lampa. Postupak merenja je sledeć i: Pribor se uključi u struju, lampa se podigne u gornji položaj u kom je sijalica ugašena. Tarirana posuda od nerđajućeg metala se postavi na tas tehničke vage i u nju se doda 10g vlažnog zemljišta. Lampa se vrati u donji polož aj u kom se sijalica upali, a na skali trake tehničke vage se posmatra kako masa vlažnog uzorka opada jer voda isparava. Tretiranje uzorka infracrvenim zracima je nekoliko minuta, tj dok se traka na skali vage ne zaustavi. Uzorak je osušen do konstantne mase, a obračun vlage se vrši istim postupkom kao i kod sušenja u sušnici Zemljište se suši 3-7minuta u zavisnosti od mehanič kog sastava, lakše kraće, a teže duž e. Upoređenje ovog metoda sa sušenjem u suš nici pokazalo je maksimalno odstupanje odstupanje 0.9%, što znaci da metoda zadovoljava kriterijume
c) sušenje u vrelom parafinu U metalni sud visine 10-15 cm sa dugačkom drš kom stavlja se parafin da rastopljen zauzme 1/3 zapremine suda. Sud sa parafinom se izmeri i zagreva do 140-150°C. U vreli parafin se stavlja 20-30 g
uzorka vlažnog zemljišta, pri čemu se iz zemljiš ta intenzivno izdvaja voda u vidu vodene pare. Parafin se promeša staklenim štapićem u nekoliko navrata. Sušenje traje 7-10 minuta u zavisnosti od mehaničkog sastava, vlaž nosti i usitnjenosti zemljišta. Kraj sušenja se poznaje po odsustvu izlaž anje mehurića vodene pare iz parafina. Sud sa parafinom i osušenim uzorkom se ponovo meri i vlažnost zemljišta se meri:
= + ∗100 x – vlažnost zemljišta (mas %) ; A – masa suda sa parafinom (g) ; B – masa vlažnog uzorka zemljišta (g) ; C – masa suda sa parafinom i suvim uzorkom zemljišta (g)
A + B – C je masa isprane vode iz vlaž nog uzorka, a C – A je masa suvog zemljišta, pa prema tome
postupak obračuna je isti kao kod sušenja u sušnici. Isti parafin se može koristiti viš e puta, jer se lako odvaja i čisti od zemljišta. Ovaj metod je pogodan za pojedinač ne analize i analize sa manjim brojem uzoraka.
4.
Merenje vlažnosti zemljiš ta elektrometrijskom metodom
Princip metoda sastoji se u merenju elektroprovodljivosti zemljišta, koja se menja u zavisnosti od
sadržaja vode u njemu. Materijal treba da je takav da njegova vlažnost brzo izjednačuje sa vlažnošću zemljišta. Najviš e su u upotrebi blokovi od gipsa i fiberglasa. Prvi blokovi su bili kratke trajnosti (godinu dana). Sada je naj više u upotrebi rastvor polivinila u alkoholu, kojim se vrš i impregnacija gipsanih blokova. Gipsani blokovi daju realnije rezultate pri nižoj vlažnosti zemljišta i zato je š ira primena u navodnjavanju. Blokovi izgrađ eni od najlona ili fiberglasa daju realne rezultate pri vi šoj vlažnosti zemljišta, te se koriste za merenje kolebanja nivoa podzemne vode. Prvi tip elektroda bio je od bakarne žice, a najnoviji je mreža od nerđajućeg čelika. Blokovi se postavljaju u zemlji šte na različ ite dubine na kojima ce se pratiti dinamika vlažnosti zemljišta. Postavljaju se u bušo tine napravljene sondom. Pri zatvaranju bušotine slojevi zemljišta se vraćaju istim redosledom da ne bi doslo do mešanja horizonata. Žič ani provodnici koji su vezani elektrodama izvode se na površinu zemljišta. Na njih se stavlja ploč ica sa brojem bloka, da bi se znalo na kojoj dubini se nalazi blok. Mesto na kom s e nalazi blokovi se vidno oboleži i zaš tićeni od ošteć enja jer blokovi ostaju u zemljištu više godina. Otpor elektroprovodljivosti meri se konduktometrom. On ima izvor električne enerije i skalu za očitavanje otpora elektroprovodljivosti. Kao izvor električne energije služe baterije ili akumulator. Skala konduktometra može biti: a) da pokazuje procenat pristupač ne vode od 0 – 100 b) skala 0 – 200 ili da pokazuje otpor u log omima. Da bi se otpor ele ktroprovodljivosti preveo u vlažnost zemljišta neophodno je posedovati utvrđ enje krive. Kada su blokovi u zemljištu, očita se vrednost otpora elektroprovodljivosti na skali konduktometra. Istovremeno se uzima uzorak zemljišta sa dubine na kojoj se nalazi blok. Radi se više
puta godišnje sa na jmanje 3 ponavljanja. Na taj način se dobije niz oč itanih vrednosti otpora elektroprovodljivosti. Zatim se u koordinatni sistem, gde su na ordinati vrednosti otpora elektroprovod ljivosti i apcisi vrednosti vlaž nosti zemljišta unose pojedine tačke. Povezivanjem nanetih
tačaka dobija se kriva za određeni sloj ispitivanog zemljišta. Za kontruisanje krive u poljskim uslovima potrebno je duž e vremena, pa postoji brži laboratorijski postupak. Postupak
Oko 1kg osušenog zemljišta u suš nici stavi se u sud poznate mase, a zatim se u zemljište postave blokovi prethodno osušeni I izmereni. Zemljište se dobro navlaž i I u vremenskim razmacima od 2-3 dana vrši očitavanje otpora elektroprovodljivosti i meri posuda. Zatim se obracuna količina vode u zemljištu I izrazi u procentima u odnosu na apsolutno suvo zemljiš te. Ovako konstruisanu krivu potrebno je korigovati u toku prve godine podacima merenim u p oljskim uslovima, jer se zemljište u posudi ne suši ujednač eno.
Praćenje dinamike vlažnosti zemljišta elektrometrijskom metodom je vrlo jednostavno. Provodnik se poveže sa aparatom, oč ita otpor elektroprovodljivosti na skali konduktometra, a pomoću konstruisane krive prevede u vlažnost zemljišta na određenoj dubini. Neki blokovi mogu i da vere temperaturu zemljišta. Kada se izmeri temperatura zemljišta otpor elektroprovodljivosti se koriguje na 20°C, a potom utvrdi vlažnost zemljišta. Pribor nije skup, jedan kondu ktometar se koristi za neogranič en broj blokova, a blokovi se mogu sami napraviti. Potrebno je konstruisati kalibracionu krivu (svako zemlji šte, svaki horizo nt i svaki blok).
Gipsani blokovi ostaju u zemljiš tu dok se ne raspadnu (noviji služe 10 godina). Poš to dolazi do promene u gipsu, potrebno je izvrš iti korekciju kalibracione krive. Vrednosti vlažnosti zemljišta koristi se uglavnom u praktične svrhe navodnjavanja za određ ivanje vremena zalivanja. Metod daje rezultate bliske stvarnim kada je zemlji šte suvlje, ali kad je vlažnost viša odstupanja su
veća. Nije primenjiva na zaslanjenim zemljištima, jer soli remete odnos između elektroprovodljivo sti i sadržaja vode u zemljiš tu. Nije pogodna ni za pesak jer ne postiž e prisan kontakt između bloka i zemljišta, te blok ne prati dovoljno brze promene vla žnosti zemljišta. Njenom širenju u praksi navodnjavnja doprinosi jednostavnost metode i brzina određivanja vlažnosti zemljišta.
5.
Merenje vlažnosti zemljiš ta tenziometrom
Posle proceđivanja gravitacione vode, u zemljiš tu ostaje voda koja n ije slobodna tj voda koja se drž i izvesnim silama u kapilarima. Snaga držanja zavisi od količine vode, sto je vlažnost veća snaga drž anja je manja i obratno. Snaga drž anja vode u zemljištu se izražava terminom kapilarni potencijal. Pribor se pre zvao kapilaripotenciometar, a kasnije je predlože n naziv tenziometar Tenziometar čini cev od metala ili pleksiglasa. Na donjem kraju cevi je porozna čašica izgrađena od keramičkog materijala. Pore su velič ine 1 – 1,5 mikrometara. Na gornjem delu cevi je otvor za punjenje tenziometra vodom sa poklopcem. Neposredno ispod poklopca na gornjem delu cevi nalazi se vakummetar. Ima vrlo jednostavnih tenziometara bez vakummetra, koji sluze za odredjivanje vremena zalivanja na osnovu nivoa vode u prividnoj cevi prema posebnoj skali.
Postavljaju se u zemljište, tako da porozna čaš ica bude na dubini na kojoj se prati vlažnost. Stavlja se u bušotinu naprevljenu sondom. Za svako mesto merenja vlage, potreban je poseban tenziometar. Oni se postavljaju do 4,5 m dubine. Rastojanje izmeđ u tenziometara treba da je oko 30cm. Oko čašice zemljište se ovlaž sabije, da bi se ostvario š to prisniji kontakt, zatim se ostala zemlj išta vrate u bušotinu. Cev se do vrha napuni destilovanom vodom, odstrane se mehurići vazduha i hermatički zatvori. Princip rada Voda iz cevi prolazi kroz pore čašice u zemljište do uspostavljanja ravnoteže između snage držanja vode
u zemljištu i stvorenog vakuuma u cevi, koji se registr uje na vakuummetru. Kada se vlažnost zemljišta poveća posle kiše ili zalivanja, snaga držanja vode u zemljiš tu je slabija od vakuuma u tenziometru, kretranje vode dobija obrnut tok. Voda iz zemljišta kroz pore čaš ice prolazi u cev tenziometra pri čemu se vakuum smanjuje. Pri vlaž nosti ravnom PVK i kada je zemljište zasić eno vodom uspostavlja se stanje ravnoteže i vakuummetar ne pokazuje promene dok iste ne nastupe. Skale na vakuummetru tenziometra su najčešć e od 0 – 100. Da bi se vakuum na skali mogao prevesti u
procente vlažnosti zemljišta neophodno je posedovati kalibracione krive. Konstrukcija kalibracionih krivi vrši se u poljskim uslovima istim postupkom kao i kod gips anih blokova. Kalibracija se vrš i za svaki sloj zemljišta ili horizont. Tenziometar daje pouzdanije rezultate pri višoj vlažnosti zemljišta, ali se ne preporuč uje za uslove u kojima je potrebno održavati visoku vlaž nost zemljišta (povrtnjacima, staklenicima, pri gajenju cveća..) Pre upotrebe treba proveriti ispravnost tenziometra. Tenzi ometar se napuni vodom, hermatič ki zatvori i ostavi da voda isparava kroz pore čaši ce. Nekon nekoliko sati na mernom instrumentu registruje se vakuum. Kroz providni deo moze se vidi eventualni ulazak vazduha. Ako se nakon toga prozni deo uroni u vodu, vakuum se brzo smanjuje i vrednost nule se treba postići od 3 – 5min. U tom sluč aju zadovoljava osetljivost mernog instrumenta. Kod primene u praksi navodnjavanja tenziometar se puni vodom posle svakog zalivanja.
6.
Merenje vlažnosti zemljiš ta gama zracima
Korišćenje gama zraka omogućuje određ ivanje ukupne količine vode u zemljištu izražene u m³/ha ili mm. Očekuje se njena šira primena u praksi navodnjavanja, zbog tač nosti i jednostavnosti postupka određivanja vlažnosti zemljišta, ali to sprečava visoka cena opreme. Princip određivanja sadržaja vode u zemljištu: Intenzitet gama zrač enja se smanjuje usled debljine sloja zemljišta kroz koji prolazi i sadrž aja vode u njemu. Promena intenziteta zrač enja je uslovljena promenom sadržaja vode u zemljištu. Š to je zemljište vlažnije slabljenje zračenja će biti jače i obratno. Merenje vlažnosti zemljišta se može vrš iti pri temperaturi od -15 do +50°C Gama zraci predstavljaju vid elektromagnetnog lučenja i izlaze iz atoma brzinom svetlosti. Imaju veliku eneriju i moć probijanja. Kao izvor gama zraka koristi se radioaktivni Co⁶⁰ i Cs¹³⁷. To omogućuje
tretiranje sloja zemljišta 30 -40cm bez obzira na mehaničkih sastav i bez obezbeđena mera zaštite stručnjaka od zrač enja. Zbog toga su u primeni dva nač ina merenja vlažnosti zemljišta: a) vertikalni za slojeve 30-40 cm dubine
Na dno kose buš otine u zemljištu na dubini 30-40cm postavi se olovka kutija koja ima dva otvora, jedan bočni i jedan usmeren prema površ ini zemljišta. U bočni otvor se uvuče metalna cev čiji je jedan kraj na površini zemljišta. Zatim se bušotina popuni zemljom. Kada se meri vlažnost zemljišta, izvor gama zrakova učvršćen je na metalnoj šipci, uvuče se u olovnu kutiju. Na površini zemljišta iznad izvora zračenja postavi se merni instrument koji registruje intenzitet zrač enja u impulsima u sekundi. Jedan pribor se koristi za merenje vlažnosti zemljiš ta na vise lokacija. b) horizontalni za merenje dubljih slojeva Dve bušotine na rastojanju 30-40 cm. U jednu se unosi izvor gama zrač enja, a u drugu merni instrument koji registruje intenzitet zračenja. Prvo se izmeri intenzitet gama zrač enja. Istovremeno se
sondom u više ponavljanja na svakih 10cm uzimaju uzorci zemljišta i utvrdi se njihova vlažnost metodom suš enja u sušnici. Potom se obračuna količina vode u m³/ha ili u mm. Ove vrednosti su konstantne u daljem praćenju vlažnosti zemljiš ta
=
n−n ₂
QW – količina utrošene ili pridoš le vode u odnosu na prvo merenje (mm) Io – gama zrač enje prilikom prvog merenja (impulsi/sec) It – gama zračenje u momentu određivanja vlaznosti (impulsi/sec) mH2o – linearni koeficijent slabljenja zračenja (zavisi od vlaž nosti zemljišta) ; uvek iznosi približ no 0,040
Wt = Wo + QW Wt – količina vode u ispitivanom sloju zemljiš ta u momentu t (mm) Wo – količina vode u ispitivanom sloju zemljišta prilikom prvog merenja (mm)
7.
Merenje vlažnosti zemljiš ta neutronom
Izlazeći iz radioaktivnog i zvora Ra ili Be neutroni se kreć u relativno velikom brzinom i zato se nazivaju “brzim neutronima”. Sudaraju se sa jezgrima atoma zemljiš ta, pri tome gube od svoje brzine i prelaze u “spore neutrone”. Najefikasniji je vodonik sa atomskom masom 1. Na ovom se zasniva pr incip primene neutrona za određivanje vlažnosti zemljiš ta jer se vodonik u njemu nalazi u molekulima vode, a to znač i da je usporavanje “brzih” neutrona jače, sto je vlažnost zemljišta već a i obratno. Neutronski merač se sastoji od mernog intrumenta na č ijoj skali se registruje intenzitet neutronskog zračenja u i/m. Sonda je smeštena u zaš titni kontejner, sasto ji se iz izvora neutronskog zračenja i detektora. Kablom je povezana sa mernim instrumentom. Pristupna cev služi za spuštanje sonde u zemljište. Instalira se na parceli u napravljenu buš otinu burgijom odgovarajućeg prečnika. Cev je tankih zidova od Al, Fe ili plastike. Donji ot vor cevi je zatvoren da bi spreč io ulazak podzemne vode, a i gornji otvor se zatvori da bi unutraš n jost cevi bila čista. Vlažnost zemljišta se meri: Zaštitni kontejner u kom se nalazi sonda se uč vrsti na otvor pristupne cevi. Zatim se sonda spuš ta u prihvatnu cev na dubinu merenja vlažnosti zemljišta. Dubina se podešava pomoću kabla (cm skala) i posebnog učvršćivača na zaš titnom kontejneru. Kabel je povezan sa mernim instrumentom na čijoj skali se registruje intenzitet neutronskog zrač enja u i/min. Intenzitet zračenja se meri u najmanje 2 ponavljanja, a vlažnost zemljišta se utvđuje pomoć u kalibracione krive. Kalibraciona kriva se konstruiš e u poljskim uslovima. Tokom prve godine u vegetaciom periodu pri različitoj vlažnosti zemljiš ta meri se intenzitet neutronskog zračenja i istovremeno utvrđuje vlažnost zemljišta metodom sušenja u sušnici. Spajanjem tač aka dobija se kalibraciona kr iva za brzo i jednostavno određivanje vlaž nosti zemljišta. Kalibracione krive se konstruišu za svaki sloj zemljišta. Neutronska metoda pruža mogućnost širokog raspona merenja vlažnosti od apsolutno suvog do potpuno vlažnog zemljišta. Greška može da bude 2 -5%. Metoda omoguć uje da se za kratko vreme uradi veliki broj merenja.
8.
Određivanje poljskog vodnog kapaciteta
Poljski vodni kapacitet (PVK) je ona količina vode koja se u njemu može zadržati duže vremena posle
kiše ili zalivanja Nivo podzemne vode treba da je dubok i da nema kapilarnog vlaženja. Ukoliko postoji kapilarno
vlaženje iz podzemne vode onda je to kapilarni vodni kapacitet . PVK predstavlja osnovnu vodnu konstantu zemljišta bez čijeg poznavanja i primene nema racionalnog navodnjavanja. Na osnovu vrednosti PVK obračunava se norma zalivanja, sa kojom treba da se navlaži sloj aktivne rizosfere zemljišta do PVK. PVK predstavlja osnovu za određ ivanje tehničkog minimuma, tj donje granice optimalne vlažnosti koja se izraž ava u procentima u odnosu prema PVK. Postupak određivanja:
Zemljište je potrebno zasititi vodom i ostaviti da suviš na gravitaciona voda procedi u dublje slojeve. Uslov je da podzemna voda kapilarno ne vlaž i ispitivane slojeve. Na polju se izvrš i izvor reprezentativnog lokaliteta, obelež i se osnovna parcela veličine oko 4m², najčešće je kvadratna 2 x 2m. Oiviči se zamljanim bankom visine 30cm. U sredini ove parcele se obelež i kvadrat 1 x 1m i ogradi zemljanim bankom. Banci treba da su čvrsti i sabijeni, da bi sprečili razlivanje vode koja ć e se dodavati. PVK se određuje u unutrašnjem kvadratu, dok spoljašni služi za bočnu filtraciju iz unutraš njeg. Na primenjenu parcelu dodaje se voda da je sigurno ima u viš ku i da ispitivan sloj bude prezasić en. Parcela se pokriva slojem slamastog materijala visine 10 – 15cm preko kog se dodaje voda da bi se sprečilo razaranje strukture zemljiš ta. Podaci prema Astapovu o ukupnoj poroznosti: pesak 30-35% ; peskovita zemljišta 35 -40% ; ilovača (srednja i laksa) 40-45% glinovita i teška ilovasta zemljišta 45-50% Za potrebe navodnjavanja PVK se obično određuje do 2m dubine. Ako je površ ina parcele 4m² i dubina 2m, onda je zapremina parcele 8m³. Treba utvrditi momentalnu vlažnost zemljišta i za nju
umanjiti količinu vode koja se dodaje. Transport vode na parcelu, najsigurnije je dodati količinu koja odgovara ukupnoj poroznosti umanjenu za 20-30% sto sigurno prezasićuje ispitivane slojeve zemljišta. PVK se najčešće određuje u proleće, onda su potrebne manje količ ine vode jer u zeml jištu ima rezervi zimske vlage. Pošto se upije dodatna voda, treba sprečiti isparavanje sa površine zemljišta. Površ ina osvovne parcele se pokrije slojem slame ili sena u debljini 50-60cm. Potom se ostavlja da suviš na voda gravitaciono ocedi iz ispitanih slojeva. Kod peskovitih dan, ilovastih 2-3, glinovitih 5- 7 i kod težih nestrukturnih viš e od 7 dana. Uzorke treba uzimati svaki dan sondom slojevima od 10cm do ispitivane dubine i vlaž nost meriti termogravimetrijskom meotodom u suš nici. Kada 2 uzastopna merenja pokažu isti sadrž aj vlage, sigurno se slobodna boda gravitaciono ocedila i taj sadržaj vode izrazen u % u odnosu na masu suvog zemljista predstavlja vrednost PVK
9.
Oređivanje retacionog vodnog kapaciteta
Predstavlja obiman posao, koji traži vise vremena i izdataka, transport vode, boravak na terenu.. pa su
metoda za njegove određ ivanje u laboratorijskim uslovima. Jedan od metoda određivanja ove konstante je pomoću uzoraka u prirodnom stanju u cilindrima i ta vrednost se naciva RVK. a) Metod Kopecki Gračanin
Na parceli se otvara pedološki profil i po slojevima se uzimaju uzorci iz zemljišta u prirodnom stanju pomoć u cilindara Kopeckog od 100 cm³. Uzorci se donose u labora toriju, gde se cilindri oslobađaju poklopca i gornje mrežice, tako da ostaje samo donja mrež ica na cilindru. Cilindri donjom stranom se postavljaju na postolje preko kog se nalazi filter papir, č iji su krajevi uronjeni u sud sa vodom. Voda se penje preko filter papira i kapilarnim putem vlaži uzorke zemljiš ta u cilindru. Uzorak je navlažen kada se površina zemljiš ta u cilindru orosi. Onda uzorak sa cilindrom se prenosi pod stakleno zvono na suv filter papir gde stoji 10min, da bi se
suvišna voda ocedila. Nakon toga cilindar se obriše od vlage, meri se na tehnič koj vagi, suši se u sušnici 105-110°C do konstantne mase.
Obračun se vrši na sledeći nač in:
= ∗100
RVK – retacioni vodni kapacitet (vol %) ; Tv – masa navlaženog uzorka (g) ; Ts – masa suvog uzorka (g) V – zapremina cilindra RVK = Tv – (vol %) - samo za cilindre od 100cm³ Prema Gračaninu retacioni vodni kapacitet po svoj im vrednostima može biti: vrlo mali do 25% mali 25 – 30% srednji 35 – 40% veliki 40 – 60% vrlo veliki preko 60%
Posebnu pažnju treba obrati na vlažnost zemljiš ta. Ona bi trebala da je približna PVK. Ako su uzorci uzeti pri suvom stanju zemljišta, prilikom vlaženja dolazi do bubrenja, a u tom slučaju višak zemljiš ta iznad ivice cilindra mora biti odstranjen pre merenja.
b) retencija vlage pri pritisku 0,33 bara
Utvrđeno je da se pri vlažnosti PVK voda u zemljištu drž i snagom 0,33 – 0,5 bara, pa je to iskorišćeno da se razradi laboratorijski metod za brzo i jednostavno utvrđivanje vlažnosti, koja približ no odgovara PVK. Princip:
Uzorci zemljišta zasićeni vodom podvrgavaju se pritisku od 0,33 b u posebnom priboru, pri čemu se iz njih istiskuje voda, koja se drži slabijim silama. Kada nastupi stanje ravnoteže između vlažnosti i primenjenog pritiska u uzorcima zemljišta je ostala voda koja se drži jednakim ili već im silama od 0,33b. Zatim, utvrdi se sadržaj vode koji odgovara vodnoj konstanti PVK. U našoj praksi kod projektovanja zalivanih sistema utvrđ uje se retencija vlage pri pritisku od 0,33b umesto određivanja PVK. Vrši se pomoću 'porous plate pribora' i sastoji se iz: 1)Hermatički zatorena komora (ekstraktor) - slična ekspres loncu za kuvanje. Na poklopcu ili sa strane komore ima otvor za dovod vazduha pod pritiskom, kao i ispustni ventil pomoću kog se ispuš ta vazduh iz komore na kraju analize.
2)Keramič ke polupropustljive ploče - kroz svoje pore pod pritiskom propuš ta vodu, a ne vazduh. Jedan pribor ima više ploča (1 – 6) u komoru se postavljaju po spratovima pomoću posebnih držača. Sa donje strane ploč e je gumena podloga povezana sa izlivnom cevč icom, koja prolazi kroz zid komore i sprovodi istisnutu vodu napolje. 3) Izvor pritiska - kompresor 4) Reducir ventil – sa njim se podešava pritisak u komori, koji se kontroliš e manometrom. Pribor ima 2 manometra jedan za merenje pritiska u izvoru pritis ka, a drugim osetljivim se podeš ava pritisak u komori.
Pre početka analize pribor treba pripremiti i prove riti njegovu ispravnost. Keramičke ploče treba drž ati potopljene u vodi nekoliko sati, a zatim ih postaviti u komoru. Komoru hermati čki zatvoriti, sve delove čvrsto povezati. Zatim se u komoru uvodi vazduh pod pritiskom 1,5b i proverava ispravnost. Spojevi se vlaže vodom i posmatra da li vazduh izlazi iz pribora. Uko liko se gubi pritisak u hermatič ki zatvorenom sistemu neispravnost treba otkloniti. Postupak:
Na keramičku ploču postavljaju se metalni prstenovi obeleženi brojevima, u č iju zapreminu staje oko 25g suvog zemljišta. Uzorak zemljišta se proseje kroz sito i stavi u prstenove, minimum u 4 ponavljanja. Zatim se vrši vlaženje uzoraka zemljiš ta do potpune saturacije u trajanju 6 – 8h. Voda se dodaje na ploču d a je bude u suvišku. Potom se sa ploče pokupi suvišna voda pomoću spric boce i ploč e postave u komoru po spratovima. Izlivne cevčice se provuku svaka kroz svoj odgovarajuć i otvor za izvod istisnute vode iz komore. Zatim se komora zatvara i u nju uvodi vazduh pod prit iskom 0,33b. Ispod izlivnih cevčica postavlja se sud za sakupljanje vode. Voda koja se drzi slabijim silama pritiska biva istisnuta iz uzorka zemljiš ta, prolazi kroz pore polupropustljive
ploče i preko gumene podloške i izlivne cevčice izlazi iz komore. Kada prestane kapanje vode nastupilo je stanje ravnoteže između pritiska vazduha u komori i sila držanja vode u zemljištu. Uzorke pod pritiskom drž ati 24h. Najsigurnije bi bilo sakupljati vodu u graduisanu biretu. Kada se ustanovi da nema priticanja vode nekoliko
sati analiza je završena. Tada se isključ uje izvor pritiska, potom se ispuš ta vazduh iz komore. Kada pritisak padne na nulu, komora se otvara, uzorci se vade u merne posude i utvrđuje im se vlaž nost termogravimetrijskom metodom.
10.
Određivanje lentokapilarne vlažnosti
Za praksu navodnjavanja je važno poznavanje vlažnosti zemljiš ta, koja predstavlja granicu izmedju lako pokretne i teže pokretne vode u zemljiš tu. Kod nas se koristi lentokapilarna vlaž nost. Moze se utvrđivati u poljskim i laboratorijskim uslovima.
a) određivanje u poljskim uslovima potupkom Abramove Postupak je vrlo jednostavan pomoć u izolovanog monolita. Izabere se r eprezentativni lokalitet, obelež i se osnova parcela 1 – 2m², a oko nje se iskopa jarak dubine 2m. Tako naprevljen monolit, koji je samo donjim delom u kontaktu sa zemljom, omota se izolacionim materijalom. Izolacija treba da je potpuna od okolne sredine. Koristi se ter papir koji se premazuje bituminom ili kondorom. Izolacioni materijal se po stavlja odozdo prema površini zemljišta i treba da je izdignut 10cm. Zatim se jarak
popuni zemljom, koja se pažljivo sabija. Potom se na monolit oivičen bankom dodaje voda do zasić enja. Voda se ne izliva direktno na zemljište da ne bi doš lo do razaranja strukturnih agregata. Zatim se monolit pokriva izolacionim materijalom p reko kog se stavlja sloj zemljišta. Posle 10 dana monolit se oktriva i uzimaju se uzorci po slojevima od 10cm do 2m dubine i utvrđuje vlaž nost zemljišta. Monolit se viš e ne pokriva, ostavlja da se voda slobodno isparava, a vlažnost zemljišta se određ uje po slojevima od 10cm na svakih 10 – 20 dana. Vlažnost prvo opada pa se posle izvesnog vremena stabilizuje. Uvrđena stabilizovana vrednost vlažnosti zemljiš ta u sloju ispod 15 – 20cm predstavlja vlažnost prekida kapilarne veze
b) retencija pri pritisku 6,25 bara Konstantovano je da se voda u zemljištu pri vlažnosti ravnoj LVK drži snagom 6,25 bar, sto je posluž ilo kao osnova da se utvrdi ovaj metod. Pr incip je isti kao i kod određivanja retencije vlage pri pritisku 0,33 bar, stim se u ovom slučaju primenjuje na pritisak 6,25 bar, a koristi se i drugi pribor. Za ovu namenu koristi se prešer membrane aparat kog je prvi primenio Ričard.
Pribor se sadrž i od: I) komore -> napravljena je od debelih zidova, nju čine dva čelična poklopca između kojih je čelični prsten (čini boč ne zidove komore). Sa gornje i donje strane čeličnog prstena nalaze se gumeni prstenovi koje obezbeđuju da je komora
hermatički zatvorena. Čelične ploče i prstenovi se povezuju pomoć u matica sa zavrtnjima. Na donjoj ploči se nalazi metalna podloga sa čeličnom mrežom i izlivnom cevč icom za izvod istisnute vode iz uzoraka zemljišta. Na gornjoj ploči sa unutrašnje strane komore nalazi se gumena dijafragma, koja ima zadatak da ubrza postupak analize. II) diferencijalni živin regulator je u obliku slova U i u njega se sipa 260g žive pre početka analize. III) poluprostljiva membrana -> funkcija joj je da pod pritiskom kroz svoje pore propušta vodu, a ne vazduh. Sintetska membrana je u suvom stanju krta, stoga se 1 -2h pre početka analize potapa u vodu i iseca u velicinu metalne podloške za čeličnim sitom. Može se upotrebljavati više puta. Sito mora biti čisto, dobra isprano. IV) Gumeni prstenovi -> u njih staje 25g uzorka vazdušno suvog zemljišta. Prstenovi se najčešće isecaju od unutraš nje gume bicikla V) Reducir ventil sa manometrom -> služi za regulisanje pritiska u komori. VI) izvor pritiska sa dovodnim cevima -> sprovodi vazduh metalnim cevima i crevima od armirane gume, koja mora biti
čvrsto spojena
Pre početka analize proverava se ispravnost i hermatičnost zatvaranja pribora. To se radi tako što se svi delovi čvrsto spoje, pusti se vazduh pod pritiskom 16-17bar. U komoru se potapa u sud sa vodom i posmatra da li se javljaju mehurići vazduha na površini vode. Vlaže se spojevi gumenih i metalnih c evi i proverava njihova hermatič nost. Na polupropustljivu membranu koja je postavljena na metalnu podlošku sa sitom na donjoj ploči komore, poređaju se
gumeni prstenovi obeleženi brojevima. Uzorci zemljišta stave se u gumene prstenove. Potom se vrši vlaženje uzoraka do potpunog zasićenja 6-16 casova. Zatim se pokupi suvišna voda sa membrane, postavlja se gornji poklopac sa gumenom dijafragmom i pomoću zavrtnjeva komora hermatički zatvori. Pre uvođenja vazduha pod pritiskom otvara se slavina A na diferencijalnom regulatoru, a zatvori slavina ispustnog ventila B. Potom se reguliše pritisak 6,25 bar, pomoću reducir ventila i manometra. Posle nekoliko č asova izliv vode iz komore se smanjuje, sto znači da uzorci nisu više tako vlažni pa se može aktivirati gumena dijafragma, koja ima zadatak da ubrza proces analize. Za lakša zemljišta aktiviranje gumene dijafragme nije potrebno. Pod stalnim pritiskom uzorci se ostavljaju dok ne nastupi stanje ravnoteže između pritiska vazduha i vlažnosti zemljišta. Kada nema proticanja vode 3-4 sata analiza je završena. Da bi nastupilo stanje ravnoteže dovoljno je uzorke držati pod pritiskom 24h.
Po završetku analize, zatvara se izvor pritiska. Otvara se prvo slavina A na diferencijalnom regulatoru, a potom se postepeno otvara slavina B ispustnog ventila. Kada pritisak padne na 0, komora se otvori i uzorci prenose u posude za sušenje. Mere se, suše u suš nici na 105 - 110°C do konstantne mase, a potom obračuna sadrž aj vlage, koji
odgovara vodnoj konstanti lentokapilarne vla žnosti.
11.
Određivanje vlažnosti venjenja
Početna vlažnost venjanja predstavlja sadržaj vode u zemljiš tu, kada se na biljkama manifestuju prvi znaci venjavanja i ona odvaja teže pristupačnu od teško pristupač ne vode za biljku. Trajna (nepovratna) vlažnost venjenja predstavlja sadržaj vode u zemljiš tu kod kog biljke nepovratno venu. To je krajnji sadržaj vode u zemljištu, kada biljke ne mogu viš e usvajati ni onoliko koliko im je potrebno da održavaju životne funkcije. Ona odvaja p ristupačnu od nepristupačne vode u zemljištu za biljke. Određivanje vlažnosti venjenja vrši se u laboratoriji. Obič no se primenjuju dva postupka: a) metod Dolgova (u Rusiji) Menzurom se izmeri 70cm uzorak zemljišta, koji je prethodno osušen i prosejan kroz sito. Zemljište se stavlja ³
u aluminijumsku ili staklnu posudu. Pre stavljanja uzorka zemljiš ta u posudu na njeno dno se unosi 20cm³
krupnog peska koji služi za drenaž u. Zatim se stavi staklena cevčica koja služi za dodavanje vode uzorku zemljišta. Nakon stavljanja zemljišta, ono se malo navlaži i zaseje 5 – 6 zrna ječma. Za sprečavanje isparavanja iz zemljišta posude se pokriju papirom. Posle nicanja ostavljaju se 3 biljč ice u posudi. Zalivanje se vrši po potrebi, treba da se održava vlažnost zemljiš ta iznad 60 – 70% od PVK. Vreme zalivanja se određuje merenjem posuda na tehničkoj vagi i obračunom vlažnosti zemljiš ta. Voda kojom se vrš i zalivanje je hranljivi rastvor, najčešć e Knopov. Da bi se sprečilo isparavanje iz zemljišta na površ inu se stavlja sloj vate. Posude treba da su na dobrom osvetljenju, ali ne direktno na Sunce.
Kada je drugi list već i od prvog obavi se poslednje zalivanje, ukloni se sloj vate i povrsina zemljišta se prelije smesom rastopljenog parafina i tehnickog vazelina (4:1). Da se biljčice ne bi oš tetile od tople mase oko njih se stavlja malo vate.
Zatim se čeka da biljke utroše vodu i pokaž u znake venjenja koje se pokazuje u 3 faze: I) kada vrhovi lista izgube turgor II) kada se listovi opuste do polovine svoje duž ine III) kada se listovi opuste celom duž inom Kada biljke dostignu drugu fazu utvrdi se sadržaj vode sušenjem u sušnici
Ukoliko se utvrđuje nepovratna trajna vlaž nost venjenja biljke -> kada biljke dostignu drugu fazu svenjavanja, posude se unose u mračnu komoru sa vazduhom zasić en vodenom parom. U uslovima visoke relativne vlažnosti vazduha i odsustva svetlosti biljke usvajaju iz zemljišta pristupačnu vodu i vraćaju turgor lisć u. Zatim se posude iznose iz komore na ranije mesto, gde ostaju do druge faze svenjavanja, pa se opet unose u komoru. Ovaj postupak se ponavlja sve dok biljke nisu u stanju da povrate turgor ni u komori, tada više u zemljištu nema pristupač ne vode. Potom se odstranjuje parafin, isčupaju biljč ice, odstrani pesak, odvoje korenčići i
izmeri sadržaj vode u zemljištu sušenjem u suš nici.
b) Metod kramera Isti je kao metod Dolgova. Samo se ovde upotrebljavaju veće posude, obič no saksije zapremine 0,5 – 1kg i umesto ječma se koristi kukuruz. Zaseje se 4 -5 semenki suncokreta, a za analizu se ostavljaju 2 – 3 biljke. Određivanje početne vlažnosti
venjenja vrši se kada biljke imaju 2 para listova. Kriterijum za određivanje početne vlaž nosti venjenja je kada prvi par listova izgubi turgot. Postupak je u potpunosti isti kao metod Dolgova, sa tim š to treba naglasiti da se ovaj metod više koristi za određivanje početne vlaž nosti venjenja. Osnovni nedostatak metode za određ ivanje vlažnosti venjenja je korišć enje malog volumena zemljišta, koji je u celosti prožet korenom biljaka, te su utvrđene vrednosti vlaž nosti venjenja znatno niže nego u prirodnim uslovima
c) određivanje retencije vlage pri pritisku 15 bara Određivanje vlažnosti venjenja vegetacionim postupkom traje preko mesec dana i zato je tražen postupak za brze određivanje ove konstante, bez gajenja biljaka. Uvrdio ga je Richard i Weaver Princip: Da bi biljke mogle usvajati vodu iz zemljišta u korenovom sistemu moraju se razviti već e usisne sile, nego što
je snaga držanja vode u zemljiš tu. Kada se vide prvi znaci venjenja biljaka, utvrđen je osmotski pritisak u korenovim dlačicama koji iznosi 11 – 19bar. Istovremeno je utvrđen sadržaj vode u zemljištu, koji odgovara početnoj vlažnosti venjenja. Zato je dogovoreno da se pritiskom od 15 bar određuje vlažnost venjena, koja odgovara početnoj vlažnosti venjanja, što je od posebnog značaj a u praksi navodnjavanja. Vrši se prešer membrane aparatom potpuno istim postupkom kao i kod određivanja lentokapilarne vlažnosti (retenciji vlage pri 6,25 bar) samo što se ovde primenjuje pritisak 15 bar. Ovde je neophodno aktivirati gumenu dijafragmu pomoću živinog U regulatora, posebno kod analiza zemljišta težeg mehaničkog sastava.
12.
Određivanje zampreminske mase zemljiš ta
Zapreminska masa zemljišta predstavlja masu apsolutno suvog zemljiš ta u jedinici zapremine u prirodnom stanju uključujući ukupnu poroznost. Izražava se u g/cm³ ili t/m³. Zapreminska masa je direktan pokazatelj zbijenosti tj ra stresitosti zemljišta. Ona služi za sve obrač une, koji daju kvantitativni izraz bilo kog sadržaja u zemljiš tu humusa, pojedinih hranljivih elemenata.. U navodnjavanju se koristi za obračun ukupne poroznosti, količine vode u zemljištu i za obrač un norme zalivanja. Zapreminska masa zemljišta se određuje pomoć u uzoraka u prirodnom stanju, uzetih cilindrima najčešće od 100 ili 1000cm³. Uzimanje uzoraka treba obaviti pri vlažnosti zemljišta bliskom PVK. Ukoliko je zemljište suvlje, uzorke treba navlažiti pre sušenja i nožem odseć i nabubrelu zemlju iznad ivica cilindra. Ukoliko se uzroci uzimaju pri suvljem stanju, bubrenje je veće i u korelaciji je sa sadržajem kolida i prirodom glinenih minerala u zemljištu. Uzorci se osuše u suš nici od 105-110°C do konstantne mase, mere na tehničkoj vagi i obračuvana zapreminska masa
Zm =
Zm – zapreminska masa (g/cm³) ; Ms – masa apsolutnog suvog zemljiš ta (g) V – zapremina zemljišta ili cilindra (cm³) Zapreminska masa se najčešće utvrđ uje zajedno sa retacionim vodnim kapacitetom, pri čemu
koristimo masu suvog zemljiš ta iz cilindra Zapreminska masa mož e da se odredi: a) isecanjem kocke iz zemljišta -> pri povoljnoj vlažnosti. Izmere se dimenzije kocke, zemljište se osuši do konstante mase, a potom obrač una zapreminska masa, deljenjem mase suvog zemljiš ta sa zapreminom kocke
b) pomoću grudve zemljišta -> koja se veže kanapom i potopi u parafim. Zatim se utvrđuje zapremina grudve potapanjem u menzuru sa vodom pri čemu sloj parafina sprečava prodor vode u pore zemljišta. Potom se grudva zdrobi, suši u sušnici do konstantne mase i obračunava zapreminska masa zemljišta Klasifikacija zemljišta prema veličini zapreminske mase prema KAČINSKOM: – bogata u organskoj materiji, š umska prostirka <1 1 – 1,1 – tipične veličine kulturnog zemljišta – zbijena oranica 1,2 1,3 – 1,4 – jače zbijena oranica 1,4 – 1,6 – tipične veličine podoraničnog sloja većine zemljišta 1,6 – 1,8 – zbijeni iluvijalni horizont (podzol) 1,3 – 1,5 – peskovita zemljišta
13.
Određivanje specifične mase zemljiš ta
Specifična masa zemljišta predstavlja masu apsolutno suve čvrste faze zemljiš ta bez pora u jedinici volumena. Izražava se u g/cm³ ili u t/m³. Služi za obračun ukupne poroznosti i kod analiza mehanič kog sastava.
Određuje se piknometarskom metodom, koriste se razne tečnosti, a najčešće je u primeni ksilom, a obračunava se iz odnosa mase zemljišta i zapremine istisnute teč nosti. Uzorak zemljišta prosejan kroz sito se suši u suš nici na 105-110°C do kontantne mase, zatim hladi i prenosi u ranije osuš en i izmeren piknometar zapremni 50ml. Piknometar se puni maksimalno do 1/3 zapremine. Potom se obavi merenje na tehničkoj vagi. Zatim se u piknometar iz automatske birete dodaje ksilol, dok nivo ksilola u piknometru ne bude 3- 5mm iznad uzorka zemljiš ta. Piknometar se nekoliko puta promuć ka kako bi se istisnuo vazduh iz zemljišta. Potom se piknomentar dopuni ksilolom do crte, koja označava 50ml. Na skali birete očita se količina dodatog ksilola i obračuna specifična masa zemljišta
=
Sm – specifična masa zemljišta (g/ml) ; Ms – masa apsolutno suvog zemljiš ta (g) Vp – zapremina piknometra (ml) ; Vx – količina dodatog ksilola (ml) Metoda je posebno osetljiva na promene temeprature
Prema KAČINSKOM specifična masa zemljišta varira u sledećem rasponu: 2,5 – 2,65 -> tipične veličine za oranični sloj srednje humusnih zemljišta < 2,5 -> zemljišta bogata humusnim i organskim materijama > 2,7 -> zemljišta bogata jedinjenjima Fe i m ineralima veće specifične mase
14.
Određivanje ukupne poroznosti i zapremine kaliparnih i nekapilarnih pora
Ukupna poroznost predstavlja zapreminu svih š upl jina u jedinici zapremni zemljišta. Izražava se u volumnim %. a) metod saturacije uzoraka zemljiš ta vodom
Kada uzorak zemljišta u prirodnom stanju zasitimo vodom, onda se ukupna poroznost lako utvrdi merenjem mase saturisanog i apsolutno suvog zemljiš ta. Uzorci se uzimaju u prirodnom stanju pomoću cilindra od 100cm³ u 3-5 ponavljanja iz svakog horizonta i po određ enim slojevima. U laboratoriji se cilindri oslobađaju poklopca i poređaju u širi sud radi zasićenja vodom. Voda se postepeno dodaje u sud, kako bi se vlaženje uzoraka obavilo kapilarno radi istiskivanja vazduha iz pora. Dodavanje vode traje 24h. Zemljište je zasićeno kada se voda vidi na povrć ini uzoraka tj kada dva uzastopna merenja pokazuju konstantnu masu uzorka. Potom se zasićeni uzorci suše na vazduhu, zatim u suš nici 105-110°C do konstantne mase. Meri se masa apsolutno suvog uzorka i obrač unava ukupna poroznost
= ∗100
Vp – ukupna poroznost (vol%) ; S – masa zasićenog uzorka (g) As – masa apsolutno suvog uzorka (g) ; V – zapremina uzorka, cilindra (cm³) Postupak dugo traje i pored toga nije uvek sigurno istiskivanje vazduha iz svih pora
b) metod određivanja č vrste faze uzoraka Ako se uzorkom zemljišta u prirodnom stanju utvrdi zapremina č vrste faze, onda se direktno odredi ukupna poroznost, koja je razlika izmeđ u zapremine cilindra i zapremina č vrste faze. Uzorci zemljišta u prirodnom stanju uzeti cilindrima se suš e na 105-110°C do konstantne mase. Zatim se meri zapremina čvrste faze, tako š to se uzorak prenosi u menzuru najmanje 3 puta već e zapremine od cilindra. Pre prenoš enja uzorka, menzura se napuni vodom do polovine zapremine, zatim se menzura snažno promućka i nekoliko puta promeša staklenim š tapićem (da bi se istisnuo vazduh iz pora zemljišta). Potom se oči ta zapremina istisnute vode, koja predstavlja zapreminu čvrste faze zemlj išta, a ukupna poroznost je razlika do zapremine c ilinda u kom je bio uzorak (sluč aj sa cilindrima 100cm³). Postupak je jednostavan, a rezultati imaju greš ku, jer nije potpuno istiskivanje vazduha iz uzorka, pogotovo kod težih zemljiš ta.
c) određivanje ukupne poroznosti preko zapreminske i specifične mase Ukupna poroznost jednaka je razlici količnika zapreminske mase i specifične mase. Neophodno je
utvrditi zapreminsku i specifičnu masu zemljišta i obrač unati ukupnu poroznost. Ova metoda se najčešć e upotrebljava.
= ∗100
Vp – ukupna poroznost (vol %) ; Zm – zapreminska masa ; Sm – specifična masa
d) određivanje zapremine kaliparnih i nekapilarnih pora Najjednostavnija podela pora je na: I) kapilarne (mikro) pore -> one su sitnije. U njima se magacionira voda, koja je spobodna da se
zadrži u zemljištu duže vremena, nasuprot silama gravitacije. Kapilarne pore predstavljaju rezervoar vode u zemljištu, koja se troši na evapotranspiraciju izmeđ u dva zalivanja. Zapremina kapilarnih pora predstavlja kapacitet zemljišta za vodu. II) nekapilarne (makro) pore -> su krupnije. U njima se nalazi vazduh pod uslovom da je nivo podzemne vode dubok. Voda se u kapilarnim porama zadrž ava kratko vreme, posle zalivanja ili kiše, dok
se proceđuje iz gornjih u donje slojeve. Zapremina nekapilarnih pora predsta vlja kapacitet zemljišta za vazduh. Najpovoljniji odnos kapilarnih i nekapilarnih pora 50:50, a noviji odnos 60:40 ili 70:30 jer se u takvim
zemljištima magacionira veća količina vode. Postoji više metoda za utvrđ ivanje zapremine kapilarnih i nekapilarnih pora. Najrealniji pristup je preko PVK. Deo ukupne poroznosti ispunjen je sa vodom pri stanju vlažnosti zemljiš ta ravnom PVK, predstavlja zapreminu kapilarnih pora ili vodni kapacitet zemljišta Deo pora koji je ispunjen vazduhom pri stanju vl ažnosti zemljišta ravnom PVK predstavlja zapreminu
nekapilarnih pora ili vazdušni kapacitet zemljiš ta Postupak: Utvrdi se PVK, zapreminska i specifič na masa. Potom se obrač una ukupna poroznost iz koje se razdvaja zapremina kapilarnih pora ili vodni kapacitet i zapremina nekapilarnih pora ili kapacitet
zemljišta za vazduh Wc = PVK * Zm
Ac = Vp – WC
Wc – vodni kapacitet zemljišta, zapremina kapilarnih pora (vol %) PVK – poljski vodni kapacitet (mas %) Zm – zapreminska masa zemljiš ta Ac – kapacitet zeml jišta za vazduh, zapremina nekapilarnih pora (vol%) Vp – ukupna poroznost (vol%)
Obračun količine vode u zemljištu, obračun količine vode u zemljištu prema pristupačnosti biljkama 15.
a) obračun količine vode u zemljištu Izražava se u procentima masenim ili volumnim, iz njih se malo vidi koja je to količina vode u određenom sloju zemljišta. Tako da, procente vlažnosti zemljišta treba preračunati u sadržaj vode, koji se izražava u m³/ha ili mm. Postupak obračunavanja vode u zemljištu ima mnogostruku primenu u navodnjavanju pa i šire. Količina vode izražava se u m³/ha zra određeni sloj zemljišta, zato treba prvo utvrditi zapremninz tog sloja na površini od 1ha. I) V = 10 000 * h
Pošto je vlažnost izražena u masenim % u odnosu na apsolutno suvo zemljište, treba utvrditi masu suvog zemljišta na površini 1ha za sloj h, što se dobija korišćenjem zapreminske mase II) Vm = V * Zm = 10 000 * h * Zm
Zatim se obračunava količina vode u zemljištu pri momentalnoj vlažnost i III) 10 000 * h * Zm = 100% W = mv IV) 10 000 * h * Zm : W = 100:mv V)
=
∗ ∗ ∗
VI) W = 100 * h * Zm * mv mv – momentalna vlažnost zemljišta (mas %) ; W – količina vode u zemljištu m³/ha h – sloj zemljišta ; V – zapremina tog zemljišta
Vm – masa suvog zemljišta ; Zm – zapreminska masa
b) obračun količine vode u zemljištu prema pristupač nosti biljkama Biljke mogu da se održe u ž ivotu i da koriste vodu iz zemljišta do vlaž nosti trajnog venjenja. Pod pristupačnom vodom u zemljištu se podrazumeva raspon vlaž nosti od PVK do VTV i njen obračun se vrš i formulom: PW = 100 * h * Zm * (PVK – VTV) PW – pristupačna voda u zemljiš tu (m³/ha) ; PVK – poljski vodni kapacitet (mas %) VTV – vlažnost trajnog venjenja (mas %)
Gde je nivo podzemne vode plitak, tu imaju uticaja na snadbevanje biljaka vodom kapilarnim
vlaženjem, gornja granica pristupač ne vode je iznad PVK i ravna je KVK. Tada je sadržaj pristupačne vode u zemljištu već i PW = 100 * h * Zm * (KVK – VTV) Voda nije jedino pristupačna u rasponu vlaž nosti od PVK do VTV i u odnosu na vodne konstante izdvajaju se: I) lakopristupačna voda -> u rasponu vlažnosti zemljišta između PVK i lentokapilarne vlaž nosti LPW = 100 * h *Zm * (PVK –LVK) LWP – lakopristupačna voda u zemljištu (m³/ha) ; LKV – lentokapilarna vlaž nost (mas %) II) teže pristupač na voda -> predstavlja raspon vlačnosti zemljišta izmeđ u lentokapilarne vlažnosti i
početne vlažnosti venjenja TPW = 100 * h * Zm * (LKV – PVV) TPW – teže pristupačna voda (m³/ha) ; PVV – početna vlažnost venjenja (mas %) III) tesko pristupačna voda -> raspon vlaž nosti zemljišta od početne do trajne vlaž nosti venjenja IV) nepristupačna voda -> ispod vlažnosti trajnog venjenja. Količine ove vode u zemljištu obrač unavaju se istim postupkom kao i u prethodnim sluč ajevima
16.
Obračun norme zalivanja
Količina vode izražena u m³/ha ili mm, koja se daje prilikom jednog zalivanja predstavlja normu zalivanja. Norma zalivanja mora biti pravilno obrač unata u zavisnosti od vodno fizičkog svojstva zemljišta i svojstva biljaka, tako da jednim zalivanjem navlaži sloj zemljišta u kom se nalazi aktivna rizosfera. Ukoliko je norma zalivanja manja od potrebe - > prokvašava se plić i sloj zemljišta i biljke su nedovoljno snabdevene vodom do narednog zalivanja. Ukoliko je norma zalivanja veća od potrebe > prokvašava dublje slojeve zemljišta i sa frontom vlaž enja odlaze hranljivi elementi, oni koji se nalaze u zemljišnom rastvoru , dolazi do isparavanja asimilativa. Ukoliko je podzemna voda mineralizovana ili ako sadrž i soli -> dolazi do n jihovog iznošenja u zonu
aktivne rizosfere ili na površinu zemljišta sa čime se javlja zaslanjivanje
Zn = 100 * h * Zm * (PVK – b) Zn – norma zalivanja (m³/ha) ; h – dubina aktivne rizosfere navodnajvanja useva (m) Zm – zapreminska masa zemljišta ; PVK – poljski vodni kapacitet (mas %) b – predzalivna vlažnost zemljišta (mas %) Kod zemljista gde je profil aktivne rizosfere sastavljen iz vise slojeva norma zalivanja se izracuvana za svaki sloj posebno, potom se sumira.
Zn = Zn₁ + Zn₂ + Zn₃ … Zn x Zn – norma zalivanja za pojedine slojeve
17. Odredjivanje pF vrednosti primenom pristiska, konstrukcija i korišćenje pF krive Za određivanje vrednosti do pF 4,2 odnosno snage držanja vode u zemljištu do 15 bar, koriste se metode za neposredno istiskivanje vode iz zasić enih uzoraka zemljišta. U ovu svrhu koriste se dva pribora: a) porus plej pribor b) prešer membrane pribor
Postupak i pribor su opisani kod određivanja retencije vlage pri pritisku 0,33 i 6,25 bara. Postupak za utvrđivanje pojedinih tač aka pF krive sastoji se u tome što se zasićeni uzorci zemljiš ta postavljeni na porozno dno u priboru podvrgavaju određenom pritisku pri čemu se iz njih istiskuje voda. Uzorci se drž e pod stalnim pritiskom dok se ne uspostavi stanje ravnoteže izmeđ u primenjenog pritiska i vlažnosti zemljišta, tako da u njima ostane samo ona voda koja se drži većim ili jednakim silama od primenjenog pritiska. Uzorci se v ade iz komore, utvrdi im se vlaž nost u vol % termogravimetrijskom metodom sušnici. Na ovaj način se utvrđ uje jedna tačka za konstrukciju pF krive, koja se unosi na koordinatni sistem a) za vrednosti manje od pF 3 koristi se porus plejt pribor -> u njemu se može primenjivati bilo koji
pritisak do 1 bar, pri čemu se utvrđuje više tačaka. Obično se primenjuje pritis ak 0,1 0,3 i 1,0 bar odnosno utvrđuju se tri tač ke pF 2,0 pf 2,5 i pf 3,0. Za ovu namenu koriste se uzorci u prirodnom stanju uzeti cilindrima Kopeckog (100 cm³) b) za vrednosti pf 3 – 4,2 primenom pritiska koristi se pre šer membrane pribor -> Njim se može dobiti bilo koja tačka, jer je moguć nosti primene pritiska do 15 ba r. Obično se primenjuje pritis ak 6,25 i 15 bar pri
čemu se dobijaju dve tač ke pF 3,8 i pf 4,2
18.Određivanje pF vrednosti primenom centrifugiranja i vakuuma, konstrukcija i korišć enje pF krive Postupak centrifugiranja Koristi se za odredjivanje vrednosti pF od 2,0 do 4,2. U centrifugu se vodom zasićeni uzorci zemljišta
podvrgavaju određenom ubrzanju, pri čemu se suše tj gube vodu. Iz primenjenog ubrzanja odredi se pF vrednost, takođe se izmeri vlažnost zemljišta postupkom sušenja u sušnici i dobije se jedna tač ka pF krive Postupak:
Vazdušno suv uzorak zemljiš ta prosejak kroz sito stavlja se u posebno oblikovane posude za centrifugiranje. Pošto se uzorci zemljišta zasite vodom, postavljaju se u centrifugu i podvrgavaju određenom ubrzanju koje traje 40 minuta. Centrifuga mora pose dovati regulator brzine i brojač obrtaja, da bi se mogla obrač unati pF vrednost formulom: pF = 10log (4 π2 * R * N 2) R – poluprečnik, tj rastojanje od obrtne ose centrifuge do uzorka N – broj obrtaja b) Ukoliko se ne poseduje pribor za primenu pritiska ili centrifugu, pF vrednosti do 4,3 mogu se utvrditi
korišć enjem vakumkapilarimetara u kombinaciji sa krioskopskom metodom. U komoru vakumkapilarimetra na porozno dno postavljaju se sa vodom zasićeni uzorci zemljišta i podvrgavaju se vakuumu – isisavanju umesto pritisku. Vakuum se kontroliše vakuummetrom (živin U vakuumetar). Tretiranje uzorka traje dok ne nastupi stanje ravnoteže između primenjenog vakuuma i vlažnosti zemljišta. Izmeri se vlaž nost u vol %, a iz primenjenog vakuuma odredi se pF vrednost sa čime se dobijaju pojedine tačke. Uzorci se najčešć e podvrgavaju vakuumu 0,1 0,3 i 0,95 bar, sa čime se dobija ju tri tačke za konstrukciju krive pF 2, pF 2,5 i pF 3.
19. Određivanje pF vrednosti primenom higroskopne metode, konstrukcija i korišćenje pF krive Za određivanje kapilarnog potencijala iznad pf 4,2 koristi se indirektan metod, koji se zasniva na bazi higroskopnosti Postupak: Jednostavan je, pri čemu razlikujemo određivanje u uslovima relativne vlažnosti vazduha gde dobijamo
još jednu tačku iznad pF 4 ,2. Postupkom higroskopnosti može se dobiti više tač aka za konstrukciju krive u kontrolisanim uslovima relativne vlažnosti. Za ovu namenu koriste se hermatič ki zatvorene komore u kojima se održava određena relativna vlaž nost vazduha. Određivanje pri slučajnoj relativnoj vlažnosti vazduha se vrši u laboratoriji. Vazdušno suvi uzorci projesan i kroz sito, mase 20 – 25g stavljaju se u mrežaste posude od nerđajućeg č elika, koje se postavljaju na metalnu rešetku. Iznad uzorka instalira se ventilator, kojim se prod uvava vazduh kroz uzorke zemljišta. Ispod rešetkastog postolja na kom se nalaze uzorci postavi se psihrometar (meri relativnu vlaž nost vazduha). U laboratoriji je potrebno obezbediti stalnu relativnu vlaž nost vazduha. Ventilator produvava vazduh kroz uzorke 24h, toliko je potrebno da se uspostavi ravnoteža izmeđ u relativne vlažnosti vazduha i vlažnosti uzorka zemljišta. Potom se izmeri vlažnost sušenjem u sušnici i obrač una pF vrednost formulom : pF = 6,5 + log (2 – log rv) rv – relativna vlaznost vazduha (%)
Na ovaj način se dobije jedna tačka za konstruisanje krive iznad 4,2. Istim postpukom se dobija više tač aka za konstrukciju pF krive iznad 4,2 u kontrolisanim uslovima pri određenoj relativnoj vlaž nosti vazduha. Uzorci zemljišta se drže u hermatiš ki zatvorenoj komori u kom se održava konstanta relativna vlažnost vazduha pomoć u zasicenih rastvora soli.
Konstrukcija pF krive
Analize se vrše najmanje u 4 ponavljala, s tim š to se ekstremne vrednosti najmanja i najveca odbacuju. Zatim se obračuna prosečna vrednost za pojedine tačke, koje se najčešć e koriste pri konstrukciji pF krive. Potom se konstruiš e kriva. U koordinatni sistem, na ordinatu se nanose pF vrednosti, a na apcisu vlažnost (vol %). Nanose se pojedine tačke, čijim spajanje se izvlač i pF kriva. Kriva se ostavlja nezavrš ena oko pF 7, jer ova vrednost označava apsolutno suvo zemljište. Kod pf 0 kriva seše apcisu i to je vrednost koja predstavlja max vodni kapacitet zemljišta. Ova taš ka se utvrđuje indirektno, iz specifišne i zapreminske mase obračuna se ukupna poroznost.
Korišćenje pF krive
Kriva pF ima veliki praktični značaj, iz nje se mogu dobiti svi podaci o vodi u zemljiš tu. PVK je pri vrednosti pF 2,5 – 2,7 ; lentokapilarna vlažnost pF 3,8 ; vlaž nost venjenja pF 4,2 i jednostavno se utvrđuju količine vode u zemljištu u odnosu prema pristupač nosti biljkama. Izrašunava se formulom: Zn = (PVK – LKV) * h ili Zn = (PVK – TM) * h Zn – norma zalivanja (m3/ha) ; PVK – poljski vodni kapacitet (vol%) ; h – dubina aktivne rizosfere zemljišta (cm) ; TM – tehnički minimum (vol %)
Iz pF krive jednog zemljišta može se odrediti ukupna poroznost, to je tačka ge kriva seče apcisu. Kapacitet zemljišta za vodu je deo ukupne poroznosti ispunjen vodom pri stanju vlažnosti ravnoj PVK. Vazdušni kapacitet zemljišta je deo ukupne poroznosti ispunjen vazduhom pri stanju vlaž nosti ravnoj PVK. Kriva pF služi za izdvajanje pora po velič ini, odnosno ekvivalentnom dijametru. To je od posebnog znač aja za primenu u navodnjavanju ili odvodnajvanju.
Određivan je ekvivaletnom dijametra se vrši formulom Jurin-a:
d=
d – ekvivalentni dijametar pora (mm) ; H – snaga držanja vode u zemljiš tu (mbar) pF krivom se može na najbolji nač in sagledati postupak vlaženja zemljišta posle kiš e ili zalivanja. Naime voda u zemljištu se drži većim silama u užim porama, a slabijim u širim. Prilikom vlaž enja zemljišta voda najpre ulazi
u uže pore, jer je one usisavaju već om snagom. Tako se obavlja proces vlaženja od površ ine prema dubljim slojevima zemljišta dok se ne popuni zapremina kapilarnih pora. Proces sušenja zemljišta usvajanjem vode od strane biljaka i li evaporacija iz zemljišta je obrunut postupak, najpre se troš i voda iz krupnijih pora. Upravo ova j proces se može predstaviti pF krivom. U atmosferi iste relativne vlažnosti vazduha vlažan uzorak zemljišta je sadržao uvek viš e vode kada nastupi stanje ravnoteže. Ovu pojavu je Dolgov nazvao histerezis. Sta je fenomem histerezisa -> u zemljištu nema pravilnih kapil ara, nego je to pravi lavirint šupljina različitog
prečnika i dužine između č estica i agregata. Kapilare manjeg preč nika prelaze u kapilar e većeg prečnika. Ukoliko se zasićeni pritisak podvrgne pritisku, koji je veći od snage drž anja vode u zatvorenoj kapilari, ta vode neće biti istisnuta, jer ne može da prođe kroz uže kapilare u kojima je snaga držanja vode već a od primenjenog pritiska. Ukoliko se primenjuje postupak vlaž enja (suv uzorak podvrgne pritisku, pa se vlaži) voda neće moć i prodreti u zatvorene krupne pore u kojima je snaga drž anja vode manja od primenjenog pritiska. Usisne sile zatvorene kapilare ne mogu nadvladati otpor već eg pritiska. Ovaj fenomen je nazvan histerezis i predstavlja razliku sadržaja vode u zemljištu utvrđenu suvim i vlažnim postupkom pri istoj pF vrednosti
20.
Određivanje infiltracije
Infiltracij a predstavlja sposobnost zemljiš ta da upija vodu u sebe, p ri čemu se pore popunjavaju vodom i sprovode naglo pridošlu vodu u dublje slojeve. Brzina upijanja vode zavisi od fizičkih i vodno
fizičkih svojstava zemljišta (mehanič kog sastava, teksture, strukture..). Kod peskovitih i ilovastih zemljišta infiltracija se odvija brže, nego kod glinovitih. Usled bubrenja glinenih čestica smanjuje se poroznost, što uslovljava dinamiku infiltracije u vremen u. Infiltracija ima poseban znač aj u navodnajvanju, jer od brzine i dinamike zavisi: pogodnost zemljiš ta za navodnjavanje, izbor načina navodnjavanja, duž ina brazde.. Infiltracija se određuje u polju i primenjuju se infiltrometri (cilindrični, kvadratni). U infiltrometrima se održava stub vode i meri brzina upijanja u zemljište Postupak sa cilindričnim infiltrometrima Kod nas se koriste cilindrič ni infiltrometri. Izgrađeni su od čeličnog lima, gornja ivica im je ojača na, a donja izoštrena radi lakš eg utiskivanja u zemljiš te. Infiltracija se meri u 5 ponavljanja, tako da su infiltrometri različiti, radi lakš eg pakovanja i transporta. Radi lakš eg utiskivanja u zemljišta koristi se masivni poklopac i nabijač od gvož dja. Postavljanje se vrš i na reprezentativni lokalitet. Prvo se utisne spoljašni infiltrometar u zemljiš te, zatim u sredinu se postavlja unutraš ni. Na njih se postavlja metalni poklopac i udaranjem se oba utisnu u zemljište 15-20cm. Infiltrometri moraju biti postavljeni horizontalno, sto se podeš ava libelom. Manje pukotine se popune zemljom, a pukotina između njih treba da nije već a od 3mm ukoliko jeste treba da se ponovi. Postavljeni infiltrometri se napune vodom, unutraš nji da se voda prelije preko gornje ivice, a u
spoljašnjem infiltrometru održava se stub vode nesto ispod gornje ivice. Meri se u unutrašnjem, dok spoljasnji služi da bi sprečio bočnu infiltraciju iz unutrašnjeg. Merenje se vrši sa tačnošću 1mm. U početku merenja intervali vremena treba da su kraći, a kasnije duž i. Posle svakog merenja infiltrometri se dopune vodom.
Umesto spoljašnjeg može se koristiti kružna ćinija od zemlje u kojoj se održava stub vode 5cm. Kružni banak činije treba da je udaljen od spoljaš njeg zida 15-20cm. Meri se 5 puta, potom se podaci obrađuju na nivou proseka za grafičko predstavljanje preko krive infiltracije. Zatim se u koordinarni sistem u kom su na apcisi intervali vremena merenja infiltracije u minutama, a na ordinati u cm unose pojedine tač ke iz tabele. Njihovim spajanjem dobijaju se 2 krive (sumarna i trenutna kriva infiltracije)
Merenje se vrši dok infiltracija ne postig ne konstantne vrednosti. Kod većine zemljista to se postiže na nivou 3 – 5h.
= ₁ ∗ −
Wt – sloj vode koji se infiltrira u vremenu t (cm) ; W₁ - sloj vode koji infiltrira u prvom času merenja t – vreme merenja (h) α – koeficijent filtracije Vrednosti koeficijenta α od 0 – 1, a kod poljoprivrednih zemljiš ta 0,3 – 0,8. Kada je α jednaka 0 infiltracija se u vremenu ne menja, a zemljište je nepropustljivo za vodu. Koeficijent α ima mnogostruku primenu, a u navodnjavanju se koristi za obračun dužine brazde i prelivne leje, jač ine zalivne struje, potrebnog vremena da se upije sloj vode kod navodnjavanja potapanjem ili u brazde..Moze se utvrditi
izračunavanjem iz formule, metodom probe i grafič kim putem
21.
Određivanje filtracije
Filtracija je vodna konstantna zemljišta, kojom se sagledava mogućnost kretanja vode kroz zemljiš te.
Definiše se koeficijentom k – Darsija koji pred stavlja brzinu filtracije.Izražava se u cm/sec, m/cas, m/dan. U navodnjavanju se koristi za određivanje gubitka vode proceđ ivanjem kod navodnjavanja potapanjem, kao i gubitaka vode iz neobložene kanalske mrež e. Brzina zavisi od poroznosti zemljišta, hemijskih svojstava zemljiš ta.. Poljske metode obuhvataju razne metode bušotina posebno za slojeve zemljiš ta popunjene podzemnom vodom u uslovima plitnog nivoa podzemne vode ili za uslove dubokog nivoa za podzemne vode. Kada je nivo podzemne vode plitak vrši se ispumpavanje vode iz buš otine. U uslovima dubokog nivoa podzemne vode primenjuje se postupak nalivanja vode u buš otinu. Merenje brzine filtracije u laboratorijskim uslovima se vrši sa uzorcima zemljišta u prirodnom stanju uzetih cilindrima. Osnovno je da pribor isp unjava uslove da se voda proceđuje kroz uzorak zemljišta.
Klasičan pribor koji se koristi u laboratorijama je Darsi – Timov aparat. Uzorci se uzimaju iz pedološ kog profila. Za potrebe navodnajvanja uzorci se uzimaju u vertikalnom pravcu, dok se za potrebe odvodnjavanja uzorci uzimaju u horizontalnom pravcu. Iz svakog sloja se uzima minimun 4-6 uzoraka.
Uzorci se postave u pribor, reguliše se priliv i odliv vode. Čim se pojave prve kapi proceđ ene vode na izlivnoj cevčici se registruje vreme, a zatim u određ enim intervalima se meri količina proceđene vode. U početku merenja filtracija je najbrž a, zatim opada. Merenje traje nekoliko časova (min 4h) Obračun brzine filtracije se vrši na sledeći nač in: a) postupak sa konstantnim pritiskom
= ℎ ∗ ∗ ∗
k – brzina filtracije (Darsijev koef) (cm/sec) ; Q – količina proceđene vode (ml) u vremenu t (sec) ; L - dužina uzorka zemljišta (cm)h - visina vodenog stuba (cm)F - površina preseka uzorka zemljišta (cm²)
b) postupak sa opadajuć im pritiskom
=2,3∗ ∗∗ ∗log10∗ ℎ ℎ₁
a – površina popreč nog preseka staklene cevi (cm²) ; ho – visina stuba vode u cevi na poč etku merenja(cm)h- visina stuba vode u cevi na kraju merenja (cm)
Treba izvršiti korekciju uvođenjem ukupne ili aktivne poroznosti u obrač un
=
v – korigovana brzina filtracija (cm/č as) ; k – koeficijent filtracije ( k – Darsi ) p – ukupna ili aktivna poroznost u delovima od jedan
Kod zemljišta ujednačenog mehanič kog sastava brzina filtracije opada sa dubinom.
22.
Konstrukcija krive verovatnoće obezbeđ enosti padavinama
Za potrebe navodnjavanja neophodno je utvrditi prirodnu obezbeđ enost biljaka vodom od padavina. Za tu
namenu konstruiše se kriva obezbeđ enosti padavinama. Njom se utvrđuje procenat obezbeđenosti bilo koje količine padavina. Poređenjem bezbednosti padavina sa potencijalnom evapotranspiraci jom utvrđuje se deficit vode za period vegetacije (služi za određ ivanje norme zalivanja) Za konstrukciju krive koriste se visegodišnji podaci minimum 25 – 30 godina. Oni se uzimaju iz najbliže meteorološke stanice. Analize obezbeđ enosti padavinama se vrše za hidrološ ku godinu, vegetacionu sezonu, period ili potperiod vegetacije. Postupak: Najpre se padavine poređ aju po visini (od max ka min). Potom se padavine grupišu u intervale, koji m ogu da
se kreću od 20 – 50mm. Odbroji se broj godina u svakom intervalu, formira se kumulacija iznad i obračuna se prosek intervala.Kriva se konstruiš e u koordinatnom sistemu. Na apcisi se nanosi dvostruka skala (godine i procenti), a na ordinatu padavine (mm). U koordinatni sistem se u nose pojedine tačke, č ijem spajanjem dobijamo krivu obezbeđe nosti padavinama.
23.
Obračun vodnog bilansa zemljišta za hidrološ ku godinu
Obracunava se za hidrološku godinu koja počinje 1. oktobra i završ ava se 30. septembra. U ovom periodu su biljke najpogodnije za analizu bil jne proizvodnje, jer biljke troše vodu u vegetaciji koja se akumulira u zimskom periodu. U našim uslovima treba uzeti avgust ili septembar jer u tim mesecima sigurno nema više rezervi vode u zemljištu. Vodni bilans se obračunava za višegodiš nji period (minimun 25 – 30 godina). Obračunom vodnog bilansa uzimaju se u obzir svi elementi priliva i potrošnje vode. Priliv vode mož e biti od padavina, podzemnih voda i dotoka sa strane. Rashodi su potroš nja vode od strane biljaka na evapotranspiraciju, proceđivanje u dublje slojeve zemljišta i oticanje po površini. Kod obrač una vodnog bilansa osnovno je odrediti potrebe biljaka za vodom (potencijalnu evapotranspiraciju). Postoji više metoda koje imaju univerzalnu primenu na širem područ ju u zavisnosti od klimatski karakteristika rejona. Najčešće se koriste metod Penmana za humidne uslove, metod Thornthwaite-a za umerene semiaridne uslove i metod Blaney Criddle-a u aridinim uslovima. Za uslove Vojvodine koristi se metod Thornthwaite-a. On
je utvrdio jednačinu za obračun potencijalne evapotranspiracije
() =16∗ ∗)
a
ETP - nekorigovana meseč na potencijalna evapotranspiracija (mm) ; t – srednje mesečna temperatura vazduha (°C) I – godišnji termički indeks, dobija se sumiranje m mesečnih termičkih indeksa (i) I=
Mesečni termički indeks se obračunava:
;
∑
= 5
1,514
Postupak je sledeći: Pomoću tablice na osnovu srednje mesečne temperature odredi se mesečni termič ki indeks, sumom mesečnih dobija se godićnji termički indeks, čija se vrednost obeleži tačkom na liniji A. Ono se spoji sa srednjom mesečnom temperaturom na liniji B, produži u pravcu i tamo gde seče liniju C očita se nekorigovana mesečna potencijalna evapotranspiracija. Potom se iz tablice uzima vrednost korekcionog koeficijenta za određenu geografsku š irinu i mesec koja se nanosi na liniju D. Spajanjem tačaka sa linijama C i D dobija se prava, koja seče liniju E na kojoj se oč ita vrednost korigovana potencijalne evapotranspiracije. Vodni bilans se obrač unava za projektovanje za izgradnju sistema za navodnjavanje ili odvodnjavanje, pri čemu se podaci uzimaju sa najbliže meteorološ ke stanice. Rezerve vode su manje kod lakših, a veće kod težih zemljišta. Pre obračuna vodnog bilansa treba utvrditi kapacitet zemljišta za rezerve vode. Bilans se obično obračunava na nivou mesečnih vrednosti. Poč inje se od oktobra.
24.
Obračun vodnog bilansa zemljišta za period vegetacije
Istim postupkom kao i za hidro lošku godinu se obrač una vodni bilans za period vegetacije, kome je zadatak da utvrdi deficit ili suficit vode. Ima poseban znač aj u nadovnjavanju, jer predstavlja normu navodnjavanja
određene poljoprivredne kulture. Vodni bilans zemljišta za period vegetacije pravi se za određenu kulturu, obično na nivou meseč nih vrednosti. Neophodno je u obrač un uzeti sve elemente prihoda, potroš nje i rashoda vode. Potencijalna evapotranspiracija obrač unava se za usev za koji se pravi vodni bilans. Za Vojvodinu se koristi bioklimatski metod, primenom hidrofitotermičkih indeksa. Hidrofitotermički indeksi pokazuju koliko mm vode troš e biljke na evapotranspiraciju za svaki stepen srednje dnevne temperature.
Utvrđeni hidrofitotermički indeksi: a) kukuruz 0,15 b) šećerne repe 0,18 c) soje 0,16 d) suncokreta 0,16 e) lucerku 0,20 f) hmelj 0,18 g) jabuke 0,17
ETP = hi * St ETP – potencijalna evapotranspiracija (mm) za period ili potperiod vegetacije hi – hidrofitotermički indeks St – suma srednje dnevnih temperatura (°C) za period ili potperiod vegetacije
Vrednost hidrofitotermič kog indeksa nije isti u celom periodu vegetacije. Manji su na pocetku i kraju vegetacije, a najveći u letnjim mesecima. Vodni bilans za period vegetacije može se prikazati grafič ki sumiranim krivama potencijalne i stvarne evapotranspiracije. Što je razmak između kriva veći, veci je i def icit vode.
