ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXVI, Z. 3, W ARSZAW A 1975 STANISŁAW TRZECKI, KAROL SZEWCZYK BADANIA METODYCZNE NAD OZNACZANIEM WILGOTNOŚCI GLEBY METODAMI GRAWIMETRYCZNYMI1 Instytut Produkcji Roślinnej A kadem ii Rolniczej w W arszawie Metoda grawimetryczna, zwana potocznie suszarkową, jest stosowana powszechnie przy oznaczaniu wilgotności gleby. Jest też ona, ze względu na dokładność, metodą wzorcową dla innych sposobów oznaczania wilgotności gleb. Zasada metody polega na ogrzewaniu próbki w suszarce w odpowiedniej temperaturze przez odpowiedni czas, aby na podstawie ubytku suszonej masy określić wilgotność badanego materiału [3]. Wadą jej jest konieczność pobierania reprezentatywnej próbki glebowej oraz stosunkowo długi i pracochłonny sposób oznaczania. Choć jest ona ogólnie przyjęta, nie jest jednak metodą bezwzględnie dokładną i pozbawioną nieścisłości. Wynikają one z tego, że podczas suszenia wzrasta energia wiązania wody wraz z ubywaniem jej w suszonej próbce i spadkiem prężności pary wodnej w otoczeniu oraz możliwością rozkładu te r micznego niektórych składników suszonej próbki, przy równoczesnym powstawaniu wody krystalizacyjnej. To ostatnie zjawisko, zwane rozkładem termicznym, w odniesieniu do materiału organicznego, znajdującego się w próbce, praktycznie w ystępuje już w tem peraturach suszenia powyżej 80 C [3]. W literaturze dotyczącej metod grawimetrycznych znajduje się sporo, mniej lub bardziej dokładnych, opisów oznaczania wilgotności gleby [1, 2, 4 8]. Do wyjątków natomiast należą pozycje, w których byłyby opublikowane wyniki prac nad samą metodą [4]. Jest ona bowiem na tyle powszechna i od tak dawna stosowana, że naw et nad pewnymi drobnymi jej mankam entam i przechodzi się najczęściej do porządku. Większość opisów metodyki zaleca pobieranie próbek wilgotnej gleby o ciężarze 10 do 20 g [6, 7, 9]. Dołgow i inni podają, że naważka nie powinna przekraczać 30 40 g [4]. Przy tego rodzaju naważkach w ystar 1 Praca dofinansow ana przez K om isję Fizyki Gleby PTG.
46 S. Trzecki, К. Szew czyk czająca jest dokładność ważenia do 0,01 grama. Jeśli jednak naważki są mniejsze i wynoszą około 5 g wilgotnej gleby, wtedy dokładność ważenia powinna być większa, tj. do 0,001 grama. Co się tyczy tem peratury suszenia, to powszechnie zaleca się 105 do 110 C. Przy tej temperaturze czas całkowitego wyparowania wody wynosi od 4 (gleby piaszczyste) do 10 godzin (gleby bardzo wilgotne, gliniaste) [4]. Dobrzański zaleca nawet, aby próbki ok. 10-gramowe suszyć w 105 ok. 5 godzin [5]. Podawane są również w literaturze przyspieszone metody suszenia gleb mineralnych w tem peraturze 125 150UC, w których zawartość substancji organicznych nie przekracza 8 10 procent. Wyższe temperatury skracają 2-3-krotnie czas wysychania. Stosowanie podwyższonej tem peratury przy oznaczaniu wilgotności gleb zawierających powyżej 10% substancji organicznej prowadzi do dość dużych błędów w oznaczeniu [4]. Znane są również metody suszenia za pomocą lamp promiennikowych. Dołgow podaje, że podczas suszenia próbek 5 8 g gleby pod 500-watową lampą podczerwieni przy odległości 5 cm lampy od próbki, uzyskuje się temperaturę 130 180 C. W tych warunkach pełne wyparowanie wody następuje w ciągu 5 15 minut. W naszych badaniach przeprowadziliśmy ścisłe pomiary na 5 różnych co do składu mechanicznego utworach glebowych pochodzących z warstw ornych. Próbki suszono w różnych temperaturach w suszarce i pod lampą podczerwieni. BA D A N IA W ŁASNE Oznaczenia szybkości wysychania gleby przeprowadzono w Instytucie Produkcji Roślinnej Akademii Rolniczej w Warszawie w latach 1972 1973. Do pomiarów użyto pięciu różnych utworów glebowych (od najlżejszych do najcięższych) pochodzących z w arstw ornych gleb spotykanych w kraju (tab. 1): piasek słabo gliniasty z warstw y ornej gleby bielicowej piaszczystej, utwór pyłowy zwykły z w arstw y ornej gleby brunatnej, glina silnie spiaszczona z warstw y ornej czarnej ziemi, glina ciężka z w arstw y ornej gleby brunatnej właściwej, pył zwykły z warstwy ornej mady pyłowej średniej. Przy pomiarach założyliśmy, że wilgotność pobranych próbek gleby w warunkach naturalnych nie przekracza tzw. wodnej pojemności polowej (WPP). Dlatego wzięte do oznaczeń utwory glebowe doprowadzono do tej wilgotności, traktując ją jako wilgotność wyjściową. Charakterystyczne właściwości fizykochemiczne wziętych do badań utworów glebowych przedstawiono w tab. 2. Odnośnie do masy próbek przyjęliśmy dwa w arianty. Przy oznacza
Oznaczanie w ilgotności gleby, badania m etodyczne.47 niu wilgotności gleb w stanie naruszonym zaleca się stosowanie próbek wyjściowych o masie 10 20 gramów. Staraliśmy się więc do pomiarów brać ok. 15 g gleby o wilgotności równej wodnej pojemności połowę j. Tabela 1 Skład mechaniczny w ziętych do badań m ateriałów glebowych Mechanical com position of s o il m aterial taken fo r in v e stig a tio n _ Rodzaj m ateriału glebowego S o il m aterial kind Części szk ieletow e Skeletal p a r tic le s 0 > 1 mm % Części ziem iste le s Earthly 0 p < 1 a r tic mm % la о H Procent c zę ści ziem istych о 0 w mm % o f earthy p a r tic le s w ith diam eter in mm LA OJ f la О 14 f la C\J О о 3 о I la CVJ О О О о 0,0 2-0,006 0,0 0 6-0,002 см 8 о V Procent c z ę ś c i ziem istych ogółem % o f earthy p a r tic le s to t a l 3 i o й юд. pył s i l t 0,1-0,0 2 ; ч д imö о rlh, V P iasek słabo g i l n ia s ty /g le b a b ielic o w a p ia sz c z y s ta / Weakly loamy sand /sandy pod zo lic s o i l / Utwór pyłowy zwykły /g le b a brunatna/ Common s i l t y form ation /brown s o i l / 1 5,4 8 4,6 10,1 28,8 4 7,1 4 2 4 1 5 86 6 8 1,3 98,7 3,9 13,6 23,5 15 27 9 4 4 41 42 17 G lina s i l n i e sp ieszczon a /czarna ziem ia/ Stron gly sanded loam /b la ck earth / 8,9 91,1 o,3 18,0 31,7 12 10 п 6 9 56 22 22 G lina ciężk a /g lin a brunatna w łaściw a/ Heavy loam /proper brown s o i l / P ył zwykły /mada pyłowa średn ia / Common s i l t /medium a llu v i a l s o i l / 1,1 98,9 1,7 6,1 14,2 10 7 14 16 31 22 17 61 c,i 99,9 0,1 1,0 22,9 22 28 10 5 11 24 50 26 Jako źródło ciepła stosowano porównawczo suszarkę, doprowadzoną uprzednio do temperatury 105 lub 130 C, oraz lampy promiennikowe 250-watowe. Lampy te, zależnie od wysokości umieszczenia, dawały na poziomie próbki glebowej tem peraturę 115 lub 130 C. Przy oznaczaniu wilgotności gleby w stanie nienaruszonym coraz powszechniej (szczególnie przy równoczesnym określaniu sił zatrzymywania wody i wyznaczaniu porowatości różnicowej gleb) stosuje się pier-
48 S. Trzecki, К. Szew czyk ścienie, tj. cylinderki objętości 50 cm3. Określenie więc szybkości wysychania zawartej w nich gleby (o wilgotności równej wodnej pojemności polowej) było również przedmiotem badań. Prowadzono je jedynie w suszarce, ponieważ lampa promiennikowa w tym przypadku ze względu na dokładność pomiaru ma mniejsze zastosowanie. N iektóre w łaściw ości fizykochem iczne w ziętych do badań m ateriałów glebowych Some physico-chem ical p roperties of s o il samples taken fo r in v e stig a tio n Tabela 2 Rodzaj m ateriału glebowego S o il m aterial kind Próchn ic a Humus % Ą c i Wodna pojemność połowa przy PF 2,4 F ie ld water ca p a city a t pf 2.4 W ilgotność początku hamowania w zrostu r o ś lin przy pf 3 M oisture o f p lan t growth in h ib it io n s ta r t a t pp 3 W ilgotność całkow itego zahamowania w zrostu r o ś lin przy pf 3,7 M oisture o t t o t a l growth in h ib it io n s ta r t at pp 3.7 W ilgotność trw ałego w ięd n ięcia r o ś lin przy pf 4,2 M oisture o f permanent w iltin g of p la n ts a t pf 4.2 w % wagowych in w eight % P iasek słabo g lin ia s t y Weakly loamy sand Utwór pyłowy zwykły Common s ilt y formation 0,8 0 3,5 6,4 4,6 2,5 2,4 1,59 4,8 20,5 12,7 4,3 4,2 G lina s i l n i e s p ie s z czona S tron gly sanded loam 2,1 4 6,1 2 0,6 17,^ 8,8 8,3 G lina ciężk a Heavy loam 2,69 5,0 30,3 28,6 20,1 20,0 P ył zwykły Common s i l t 1,5 4 4, fi 2 6,9 18,1 9,7 8,3 Badania pięciu różnych utworów glebowych przeprowadzono w sześciu następujących kombinacjach: suszenie ^ 15 g próbki w stanie naruszonym w suszarce w 105 C, w suszarce w 130 C, pod lampą promiennikową 250 W w ^ 115 C, pod lampą promiennikową 250 W w ^ 130UC, suszenie 50 cm3 próbki w stanie nienaruszonym w suszarce w 105 C, w suszarce w 130 C.
Oznaczanie w ilgotności gleby, badania m etodyczne 49 Pomiary przeprowadzono w trzech powtórzeniach, a dla dokładnego wyznaczenia szybkości wysychania przyjęto specjalną metodę. Polegała ona na tym, że dla każdego z badanych utworów glebowych przygotowano 3-krotnie większą liczbę prób wyjściowych niż liczba zaplanowa- Szybkość wysychania próbek glebowych w sta n ie naruszonym 15 g / w suszarce przy temperaturze 105 i 130 C Drying ra te of s o i l sample» taken in distu rb ed s ta te / ^ 15 g / in a, d iyer at the temperature o f 105 and 150 C Tabela 3 Czas gaszen ia /m in / Drying duration in min P iasek słabo g lin ia s t y Weakly loamy sand Utwór pyłowy zwykły Common s i l t y form ation G lina s iln ie spłaszczona Stron gly sanded s o i l G lina ciężk a Heavy loam P ył zwykły Common s i l t w ilgotność w % wagowych /1 - oznaczone, 2 - w yliczone z równania r e g r e sji/ moisture in weight % /1 - determined, 2 - calcu lated from the regresion equation/ 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Temperatura 105 C Temperature o f 105 C 0 24,7 10,5 2 8,8 11,9 5 7,1. 17,9 5 1,6 21,7 5 4,6 19,0 50 6,3 8,6 7,8 ' 9,9 18,7 15,1 25,2 18,4 20,2 16,0 60 0,2 7,1 0,5 8,1 0,4 12,5 16,0 15,5 6,0 13,2 90 0,3 5,7 0,5 6,5 0,0 10,1 5,8 12,5 0,8 10,7 120 0,5 4,4 0,4 4,4 0,4 7,8 0,5 9,9 0,5 8,3 180 0,5 2,2 0,2 2,3 0,2 5,9 0,0 5,4 0,0 4,2 240 0,5 0,5 0,2 0,2 0,7 0,9 0,2 1,7-0,9 500 0,0 0,0 0,2 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0-0,0 360 * 0,0 0,0 Temperatura 150 C Temperature o f 150 C 0 11,1 10,0 2 2,9 20,1 16,7 15,8 20,5 1 6,4 2 1,2 16,1 15 1,1 5,4 8,7 11,0 6,7 7,8 8,9 10,9 7,4 10,5 50 0,5 0,0 1,1-4,0 1,1 2,5 2,9 6,4 1,5 5,6 45 0,5-0,3 0,0 0,5 0,0 0,7 2,9 0,4 2,4 60 0,0-0,3-0,5-0,7 0,4 0,4 0,0 75 - - 0,1-0,0-0,5 0,0 0,3-90 0,0 0,0 0,0 J nych terminów, po których wyznaczano ubytki wody. Ten sposób pozwolił nie tylko prawidłowo przeprowadzić pomiary, ale dawał wysoką powtarzalność wyników i ułatwił pracę od strony organizacyjnej. Jeżeli więc założono 10 terminów oznaczeń tempa wysychania wody, to do suszarki wstawiano 30 próbek, które następnie wyjmowano partiam i po 3 (co pół
50 S. Trzecki, К. Szew czyk Szybkość wysychania próbek glebowych w s ta n ie naruszonym /w 15 g / pod lampą promiennikową w temperaturze 115 i 130 C Drying ra te o f s o i l samples taken in d istu rb ed s ta te Дп 15g / under ray lamp at the tem perature o f 115 and 130 C Tabela 4 Czas su szen ia /m in / P iasek słabo g lin ia s t y Weakly loamy sand Utwór pyłowy zwykły Common s i l t y form ation G lina s i l n i e sp ieszczon a S tron gly sanded s o i l G lina ciężk a Heavy loam Pyi zwykły Common s i l t Drying w ilgotność w % wagowych /1 - oznaczone, 2 - w yliczone z równani a r e g r e sji/ in min. moisture in weight % /1 - determined, 2 - ca lcu la ted from the regresion equation/ 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Temperatura 115 C Temperature o f H5 c 0 16,2 15,8 21,4 2 2,1 2 5,1 25,8 24,8 24,2 23,0 23,4 15 3,0 4,2 14,0 12,4 15,9 14,2 14,1 14,6 14,4 13,5 30 0,3 0,0 4,6 5,4 5,2 6,0 6,3 7,3 5,9 6,2 45 0,0-0,4 1.1 0,5 1.1 2,0 2,6 0,8 1,5 60 - - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4 0,0 0,1 0,0 75 - - - - - - 0,2-0,0-90 - - - - - - 0,0 - - " Temperatura 130 C Temperature o f 130 c 0 1 5,6 15,5 20,1 20,4 18,7 18,6 24,1 24,1 25,3 25,8 10 7,3 6,5 11,8 11,1 8,7 8,7 16,3 15,8 17,3 16,4 20 0,4 1,1 4,2 4,5 1,8 2,3 8,8 9,1 9,0 9,1 30 0,0 0,0 0,4 0,7 0,1 0,0 2,? 4,1 3,2 3,8 40 - - 0,0 0,0 0,0-0,8 0,8 0,5 0,6 50 - - - - - - 0,1 0,0 0,1 0,0 60 - - - - 0,0-0,0 lub co godzinę) w celu wyznaczenia ubytku ciężaru. W ten sposób uzyskane wyniki poddano opracowaniu matematycznemu techniką ETO, aby określić funkcję, liniową lub paraboliczną, obrazującą szybkość wysychania próbek w zależności od długości czasu suszenia (tab. 3, 4, 5 i rys. 1 6). OZNACZANIE W ILGOTNOŚCI GLEB PRZEZ SUSZ ENIE W SUSZARCE K15-GRAM OW YCH PRÓBEK, PO BRANYCH W STANIE NARUSZO N YM Suszenie w temperaturze 105 C trwało dla wszystkich gleb średnio 5 godzin (rys. 1). Pod wpływem tem peratury suszenia do 130 C czas suszenia ulegał wyraźnemu skróceniu i wynosił: od 30 minut dla piasku słabo gliniastego do 75 min. dla gliny ciężkiej (rys. 2). Należy jednak zwrócić uwagę, że o ile przy suszeniu w 105 C przebieg krzywej parabolicznej, wyznaczonej metodą matematyczną, był bardzo zbliżony do da-
Oznaczanie w ilgotności gleby, badania m etodyczne 51 Szybkość wysychania próbek glebowych w s ta n ie nie naruszonym /5 0 cm^/ w suszarce przy tem peraturze 105 i 130 C Drying ra te o f s o i l samples taken in undisturbed s ta te /5 0 cm^/ in a dryer at the temperature o f 105 and 130 C Tabela 5 Czas su szen ia /m in / P iasek słabo g lin ia s t y Weakly loamy sand Utwór pyłowy zwykły Common s i l t y form ation G lina s iln ie sp iaszczon a Strongly sanded s o i l G lina ciężk a Heavy loam Pył zwykły Common s i l t Drying w ilgotność w % wagowych /1 - oznaczone, 2 - wyliczone z równania r e g r e s ji/ in min. m oisture in weight % /1 - determined, 2 - calcu lated from the regresion equation / 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Temperatura 105 C Temperature of 105 C 0 1 7,4 12,9 2 4,0 19,5 2 1,8 20,1 34,3 3 3,0 35,8 32,1 30 14,2 10,9 19,5 16,7 18,6 17,5 31,6 29,1 31,4 27,6 60 4,6 9,1 10,4 14,0 14,2 15,0 22,8 25,4 21,5 23,4 120 1,7 5,8 6,2 9,2 1 0,2 10,5 19,5 18,6 1 2,4 15,9 180 0,1 3,0 0,8 5,2 4,1 6,7 9,6 12,8 4,3 9,6 240 0,1 0,8 0,2 1,9 1,7 3,5 7,3 7,9 1,0 4,3 300 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7 1,0 2,4 3,9 0,3 0,3 360 - - - - 0,0 0,0 1,8 0,9 0,0 0,0 480 - - - - - - 0,3 0,0 - - 600 0,0 _ Temperatura 130 C Temperature o f 130 C 0 15,2 13,8 21,8 2 1,6 18,9 18,6 24,9 25,7 27,0 27,8 30 10,5 9,5 1 7,1 16,9 1 3,4 14,0 21,2 20,7 22,6 21,8 60 3,2 5,9 14,2 12,8 11,5 10,0 16,2 16,2 18,3 16,4 90 1,5 2,9 8,2 9,2 5,2 6,6 11,9 12,2 1 2,4 11,8 120 0,4 0,6 5,5 6,1 3,1 3,8 11,1 8,8 7,1 7,9 180 0,1 0,0 0,3 1,6 0,2 0,2 1,6 3,5 0,1 2,3 240 0,1-0,1 0,0 0,2 0,0 0,4 0,3 0,2 0,0 300 0,0-0,0-0,0-0,0 0,0 0,0 - nych empirycznych, o tyle przy suszeniu w 130 C był bardziej rozbieżny. Z reguły czas suszenia wyznaczony empirycznie był nieco dłuższy niż wyznaczony matematycznie i wynosił praktycznie od 60 do 90 minut. O ZNACZANIE W ILGOTNOŚCI GLEBY DROGĄ SU SZ E N IA PO D LAM PĄ PROM IENNIKOW Ą 250 W PRÖBEK ä 15-GRAMOWYCH PO BR A N Y C H W ST A N IE N A R U SZO N YM W tym przypadku suszenie próbek przebiegało bardziej intensywnie niż suszenie w suszarce (rys. 3 i 4). W temperaturze ok. 115 C (odległość lampy 250 W od suszonej próbki wynosiła 5,5 cm) czas całkowitego w y sychania próbki wynosił od 30 min. (piasek słabo gliniasty) do 60 min. (pozostałe z badanych gleb). Zwiększenie tem peratury suszenia do ok.
52 S. Trzecki, К. Szew czyk 130 C (odległość lampy od suszonej próbki 4,5 cm) skracało jeszcze nieco czas suszenia. Wynosił on od 30 minut (piasek słabo gliniasty i utwór pyłowy zwykły) do 50 minut (glina ciężka i pył zwykły). C zas suszenia w m in Drying durationin minutes Rys. 1. Szybkość w ysychania próbek g lebow ych (æ l5 g) w stanie naruszonym w suszarce w tem peraturze 105 C; 1 b ielica p ia szcz y sta (y=0,0001x2 0,056x+10,26), 2 g le b a b r u n a tn a (y = 0,0 0 0 1 x 2 0,0 6 7 x + ll,8 6 ), 3 c z a r n a z ie m ia (y = 0,1 8 x 2 l,1 7 4 x + 1 8,6 3 ), 4 g le b a b r u n a tn a w ła ś c iw a (y = 0,0 0 0 1 x 2 0Д 13х + +21,66), 5 m ad a p y ło w a śred n ia (y=0,0001x2-0,103x+ 19,01) D rying rate of soil sam ples (æ l5 g) taken in disturbed state in a dryer at the tem perature of 105 C; 1 s a n d y p o d z o l (y = 0 0 0 1 x 2 0.056X +10.26), 2 b r o w n s o il (y= 0.0001x* 0.067X +11.86), 3 b la c k earth (y= 0.018x2 1.174X+18.63), 4 p ro p er b ro w n so il (2/=0.0001x2 0.113X+21.66), 5 m e d iu m silty a llu v ia l so il (y=0.0001x* 0.103X+19.01) C z a s s u s ze n ia w min D r y in g d u ra tio n in m in u te s Rys. 2. Szybkość w ysychania próbek glebow ych (æ l5 g) w stanie naruszonym w suszarce w tem peraturze 130 C; 1 b ielica p ia szczy sta (y = 0,006x2 0,530x + 9,99), 2 gleb a brunatna (y = 0,0058x2 0,725x+20,55), 3 czarna z ie m ia (г/ = 0,006х2 0,62xt 15,77), 4 gleb a brunatna w łaściw a (г/ = 0,0022х2 0,397x + -f 16,37), 5 m ada p y ło w a śred n ia (y = = 0,0023x2 0,408x + 16,13) Drying rate of soil sam ples taken in disturbed state (æ l5 g) in a dryer at the tem perature of 130 C; 1 sa n d y pod zol (.г/ = 0.0006х2 0.530X + + 9.99), 2 brow n soil (i/ = 0.0058x2 0.725X+20.55), 3 b lack earth (y = = 0.006x2 0.62x + 15.77), 4 proper b row n so il (У = 0.0022х2 0.397X + 16.37), 5 m e diu m s ilty allu v ia l soil (y=0.0023x2-0.408x+16.13) Tak szybkie wysychanie tłumaczyć można chyba bądź nieco wyższą tem peraturą niż wskazywał termometr, bądź szybszym parowaniem w mniej wilgotnym powietrzu niż ma to miejsce przy analogicznych tem peraturach, ale w zamkniętej komorze suszarki. Metoda ta wydaje się być szczególnie cenna przy szybkim, laboratoryjnym oznaczaniu wilgotności dla niewielkiej ilości prób glebowych. Praktycznie bowiem przy użyciu 1 lampy promiennikowej możemy oznaczyć w ciągu godziny wilgotność 2 próbek glebowych, każdą w 2 3 powtórzeniach. O ZNACZANIE W ILGOTNOŚCI GLEBY DROGĄ SU SZ E N IA W SUSZARCE PRÓBEK (50 cm*) POBRANYCH W STA N IE NIENARUSZONYM Pomiary, jakie przeprowadzono na próbkach objętości 50 cm3, pobranych w stanie nienaruszonym i doprowadzonych do wilgotności zbliżo-
Oznaczanie w ilgotności gleby, badania m etodyczne 53 nej do wodnej pojemności polowej (WPP), wykazały, że gleba w tak dużej masie wysychała znacznie wolniej niż przy poprzednio omówionych metodach (tab. 4, rys. 5 i 6). Czas suszenia w m in Drying duration in minutes Rys. 3. Szybkość w ysychania próbek glebow ych (æ l5 g) w stanie naruszonym pod lam pą prom iennikow ą w tem peraturze æ ll5 C ; 1 b ie lica p ia szczysta (y = 0,0142x2 0,981x + +15,75), 2 gleb a bru n atn a (y=0,0060x2 0,738x+22,07), 3 czarna ziem ia (y= = 0,0074x2 0,878x+25,77), 4 g leb a w ła ściw a b ru n atn a (y=0,0051x2 0,716x+24,16), 5 m ada p y ło w a śred n ia (y = 0,0059x* 0,751x+ + 23,42) Drying rate of soil sam ples (æ l5 g) taken in disturbed state under ray lam p at the tem perature of about «115 C ; 1 sa n d y p od zol (y=0.0142x2 0.981X+15.75), 2 brow n soil (y=0.0060x2 0.738X+22.07), 3 b la ck earth (y=0.0074x2 0.878X+25.77), 4 proper brow n soil (y=0.0051x2 0.716X+ +24.16), 5 m edium silty allu vial soil (y = 0.0059x2 _ 0.751X + 23.42) Czas suszenia w nuiii Drying duration in minute Rys. 4. Szybkość w ysychania próbek glebow ych (æ l5 g) w stanie naruszonym pod lam pą prom iennikow ą w tem peraturze ä;130oc; l b ielica p ia szczy sta (y=0,0198x2 l,131x+ + 15,84), 2 gleb a b ru n atn a (y = 0,0139x2 l,074x+20,41), 3 czarn a z iem ia (y=0,0178x2 I,174x + 18,63), 4 gleb a b ru n atn a w ła ś ciw a (y=0,0083x2 0,916x+24,08), 5 m ada p yłow a średnia (y=0,0102x* l,035x+25,76) D rying rate of soil sam ples taken in disturbed state (æ l5 g) under ray lam p at the tem perature of about ä ;130 C; 1 sa n d y p od zol (y=0.0198x2 1.131X+15.84), 2 brow n soil (y=0.0139x2 1.074X+20.41), 3 b lack earth (y=0.0178x2-1.174x+18.63), 4 proper b row n so il (y=0.0083x2 0.916X+ + 24.08), 5 m ediu m silty allu vial soil y = = 0.0102x2 1.035X + 25.76) Najkrótszego czasu suszenia w temperaturze 105 C wymagał piasek słabo gliniasty i utwór pyłowy zwykły (5 godzin), a najdłuższego glina ciężka (8 godzin). Zwiększenie temperatury suszenia do 130 C skróciło czas suszenia do 3 5 godzin, zależnie od gleby. W najkrótszym czasie w y sychał piasek słabo gliniasty (3 godziny), a w najdłuższym glina ciężka (5 godzin). Na zakończenie warto dodać, iż krzywe wysychania, przedstawione na wszystkich pięciu wykresach, układają się prawie równolegle. Świadczyć to może o tym, że szybkość wysychania w dużym stopniu zależy nie tylko od rodzaju gleby, ale i od jej wilgotności początkowej. Należałoby więc i ten czynnik w przyszłości przebadać.
54 S. Trzecki, К. Szew czyk Czas suszenia w m in Drying duration in minutes Rys. 5. Szybkość w ysychania próbek glebow ych w stanie nienaruszonym (50 cm 3) w suszarce w tem peraturze 105 C; i b ielica p ia sz czy sta (y=0,000lx* 0,068x4-12,85), 2 g leb a b ru n atn a (y =0,0001x2 0,0093x4-19,52), 3 czarn a z iem ia (y=0,0001x8 0,091x4-20,13), 4 gleb a b ru n atn a w ła ściw a (y = 0,0001x2 0,136x4- +33,05), 5 m ada pyłow a średnia ( y =0,0002x2 0,154x+32,12) D rying rate of soil sam ples taken in undisturbed state (50 cm 3) in a dryer at the tem perature of 105 C; 1 sa n d y p o d zol (у=0.0001хг 0.068x4-12.85), 2 b row n so il (y =0.0001x2 0.0093X+19.52), 3 b la ck earth (j/=0.0001x8 0.091X+20.13), 4 prop er b row n so il (y=0.0001x* 0.136x4-33.05), 5 m edium silty allu vial soil (y=0.0002x2 0.154x4-32.12) C zas suszenia w тгьгтъ Drying duration in minutes Rys. 6. Szybkość w ysychania próbek glebow ych (50 cm 3) w stanie nienaruszonym w suszarce w tem peraturze 130 C; 1 b ielica p ia szczy sta (y=0,0004x2 0,156x4-13,85), 2 g leb a b ru n atn a (y=0.0003x2 0,164x4-21,59), 3 czarn a ziem ia (y=0.0004x2 0.116x4-18.65), 4 gleb a b ru n atn a w ła ściw a (y=0.0003x2 0.176x4-4-25,66), 5 m ada pyłow a średnia (y=0,0004x2 0,214x4-27,85) Drying rate of soil sam ples (50 cm3) taken in undisturbed state in a dryer at the tem perature of 130 C; I sa n d y p o d zo l (y=0.0004x8 0.156x4-13.85), 2 b ro w n so il (y=0.0003x2 0.164x4-21.59), 3 b la ck e a rth (y=0.0004x2-0.1 1 6 x 4-18.65), 4 prop er b row n s o il (y=0.0003x2-0.176x4-25.66), 5 m edium silty a llu vial soil (y=0.0004x2 0.214x4-27.85)
Oznaczanie w ilgotności gleby, badania m etodyczne 55 Przyjęcie zaś w badaniach wodnej pojemności polowej jako wilgotności początkowej podyktowane zostało chęcią znalezienia dla poszczególnych gleb najdłuższych (granicznych) czasów suszenia. W NIOSKI Z przeprowadzonych pomiarów wilgotności próbek glebowych, których początkowa wilgotność nie przekraczała wodnej pojemności polowej, nasuw ają się następujące wnioski. 1. Czas suszenia w suszarce w temperaturze 105 C próbki glebowej o masie ok. 15 g, pobranej w stanie naruszonym, wynosi, bez względu na rodzaj gleby, ok. 5 godz. maksymalnie 6 godz.). 2. Podnosząc tem peraturę suszenia do 130 C można skrócić czas suszenia w suszarce (próbki glebowej o masie ok. 15 g) do ok. 1,0-1,5 godz., zależnie od rodzaju gleby. 3. Zastosowanie lamp promiennikowych 250 W w odległości 4,5-5,5 cm od dna próbki glebowej, pobranej w stanie naruszonym i masie ok. 15 g, skraca czas suszenia do 1/2 bądź 1 godz.), zależnie od rodzaju gleby. 4. Suszenie w suszarce próbek glebowych o objętości 50 cm3, pobranych w stanie nienaruszonym, wynosi w temperaturze 105 C od 5 do 8 godzin, a w temperaturze 130 C od 3 do 5 godz.), zależnie od rodzaju gleby. 5. Wydaje się, że na podstawie przeprowadzonych pomiarów oraz ze względu na usprawnienie i przyspieszenie oznaczania wilgotności gleby można by zalecać w odniesieniu do gleb mineralnych (analogicznie jak przy oznaczaniu suchej masy ziarna) szybką metodę suszenia w tem peraturze 130 C zarówno próbek glebowych pobranych w stanie naruszonym, jak i nienaruszonym. LITERATURA [1] К а с z i n s к i N. A.: Fizika poczw. Cz. I. M oskwa 1965. [2] J a n e r e t H.: Bodenkundliches Praktikum. Berlin 1953. [3] Łapiński M., Kostyrko K., Włodarski W.: N ow oczesne m etody pomiaru i regulacji w ilgotności. W arszawa 1965. [4] Opracowanie zbiorowe A grofiziczeskije m ietody issledow anija poczw. M o skw a 1966. [5] Opracowanie zbiorow e U ntersuchungsm ethoden des Boden strukturzustandes. B erlin 1968. [6] P i p e r C. J.: A naliza gleby i roślin. W arszawa 1957. [7] Rewut I. B.: Fizika poczw. Leningrad 1964. [8] R o d e A. A.: M ietody izuczenija wodnogo reżima poczw. M oskwa 1960. [9] Trzecki S., Król H., S z u n i e w i с z J.: M etody oznaczania różnych pojem ności w odnych i porow atości różnicowej gleb. PTG, W arszawa 1971.
56 S. Trzecki, К. Szew czyk C. Т Р Ж Е Ц К И, K. Ш ЕВЧ И К МЕТОДИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВЛАЖ НОСТИ ПОЧВЫ ГРАВИМ ЕТРИЧЕСКИМ И МЕТОДАМИ Институт растениеводства. Сельскохозяйственная академия в Варш аве Резюме В 1972 и 1973 годах проведены были в Институте растениеводства Сельскохозяйственной академии в Варшаве точные измерения скорости высыхания 5 разны х почв (от очень легких до очень тяж елы х) при обозначении их влажности. Закладывалось, что максимальная влажность отбираемых для определений образцов1 в естественных условиях не превышает их полевой влагоемкости. Поэтому, несмотря на примененный метод сушки, измерения проводились на образцах, влажность которых была доведена до полной полевой их влагоемкости. Измерения велись на образцах отобранных в нарушенном состоянии, весом около 15 г, высушиваемых в сушильном ш каф у при температуре 105 и 130 Ц и под генератором излучения 250 W при температуре около 115 и 130 Ц. Вы сыхание образцов объемом 50 к у б. см, отобранных в ненаруш енном состоянии, испытывалось в сушильном ш каф у при температуре 105 и 130 Ц. Полученные данные для каж дой из почв, вида отобранного образца и температуры высушивания, подвергались математической обработке согласно м е тодам статистики, в исходе чего были получены параболические ф ункции скорости высыхания, показанные в статье на рис. от 1 по 6. S. TRZECKI, К. SZEWCZYK METHODICAL INVESTIGATIONS ON SOIL MOISTURE DETERMINATION BY GRAVIMETRIC METHODS Institute of Crop Production A gricultural U niversity of W arsaw Summary In 1972 and 1973 at the D epartm ent of Crop Production, C ollege of A griculture in W arsaw, exact m easurem ents on drying rate of 5 various soils (from very light to very heavy), to determ ine their m oisture content, w ere carried out. It has been assum ed that the m axim al m oisture of sam ples taken in natural conditions for determ ination could not exceed their field w ater capacity. T herefore, irrespective of the m ethod of drying applied, the m easurem ents w ere accom plished on sam ples the m oisture of w hich w as prelim inarily reduced to field w ater capacity. The sam ples for m easurem ents w ere taken in a disturbed state, the w eight of particular sam ples am ounting to about 15.9 g. They w ere dried in a dryer at the tem perature of 105 and 130 C or under the ray lam p of 250 W at the tem perature of about 115 and 130 C. D rying up sam ples w ith the bulk of 50 cm 3,
Oznaczanie w ilgotności gleby, badania m etodyczne 57 taken in an undisturbed state occurred in drier at the tem perature of 115 and 130 C. The data obtained for each soil sam ple kind and drying tem perature w ere processed by the m ethods of m athem atical statistics, w hich enabled to plot parabolic functions of drying rate presented in Figures 1-6. D oc. dr hab. Stanisław Trzecki Instytut Produkcji Roślinnej AR Warszawa, ul. Rakowiecka 26 W płynęło do PTG we wrześniu 1973 r.