Метод отримання водно-фізичних властивостей ґрунтів за фракціями їхнього гранулометричного складу



DOI: http://dx.doi.org/10.31548/agr2021.04.115

V. P. Kovalchuk

Анотація


Представлено метод отримання водно-фізичних властивостей ґрунтів (основної гідрофізичної характеристики (ОГХ) і функції вологопровідності). Ці властивості, або функції дають можливість описати вертикальний рух вологи в ненасичених вологою ґрунтах, як одну зі складових частин видаткової статті водного балансу. Вони широко застосовуються під час обґрунтування водних меліорацій і під час моделювання вологоперенесення в грунті. А в основу методу покладено лабораторні дослідження зразків ґрунту, що відбираються в полі, на гранулометричний склад. Результати лабораторних аналізів натепер в Україні зазвичай отримуються за методом Качинського з двома складовими, процентний вміст глини й піску. Вони графічним методом, за допомогою інтегральних (кумулятивних) кривих перетворюються в дані, відповідні до міжнародної класифікації –– з трьома складовими: вміст піску, пилу, глини. Останній пофракційний розподіл використовує світове спільнота ґрунтознавців. Тому з використанням даних про вміст піску, пилу, глини, за допомогою комп’ютерної програми з відкритим доступом “RosettaUSDA (United State Department of Agriculture) знаходяться водно-фізичні властивості у вигляді водних констант (повної вологоємності, найменшої гігроскопічної вологоємності, коефіцієнта фільтрації), коефіцієнтів рівнянь математичної моделі Ван Генухтена.

У публікації наведено приклади розрахунку водно-фізичних властивостей ґрунтів представленим методом темно-каштанових грунтів і чорноземів звичайних. До переваг запропонованого методу варто віднести невелику трудомісткість експериментальних досліджень, доступність аналізів і наявність великої кількості експериментальних досліджень гранулометричного складу ґрунтів, у т.ч. у літературних джерелах.

Як розвиток напряму досліджень, автор показав застосування отриманих залежностей для моделювання вологоперенесення за водних меліорацій, (зрошенні в системах керування зрошенням.). Щодо напрямів майбутніх досліджень, публікація пропонує провести порівняння точності отримання водно-фізичних властивостей ґрунтів за різними методами, а також отримання важливої водної константи –– найменшої вологоємності (НВ).


Ключові слова


Ґрунтові властивості, інтегральні (кумулятивні) криві розподілу фракцій ґрунту, комп’ютерна програма “Rosetta” USDA, повна вологоємність, найменша гігроскопічна вологоємність, коефіцієнт фільтрації

Повний текст:

PDF PDF (English)

Посилання


Ahmad, M., Chakraborty, D., Aggarwal, P., Bhattacharyya, R., & Singh, R. (2018). Modelling soil water dynamics and crop water use in a soybean-wheat rotation under chisel tillage in a sandy clay loam soil. Geoderma, 327, 13-24. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.04.014

AquaCrop, the crop-water productivity model. Retrieved from https://www.fao.org/aquacrop. Accessed May, 2018.

Atlas pochv Ukraynskoi SSR (Pod red.: N.K.Krupskoho, N.Y. Polupana). (1979) [Atlas of soils of the Ukrainian SSR]. Kyiv: Urogay,. 159p.

Barros, T. H., Farias, A. J., de Almeida, A. M., FRAGA JUNIOR, E. F., & Coelho, R. D. (2017). Field Capacity estimation from the inflection point of the soil moisture retention curve. In IV INOVAGRI-Institute International Meeting, Fortaleza. Anais... Fortaleza. https://doi.org/10.7127/iv-inovagri-meeting-2017-res0250268

Baboshkina, S. V.. Puzanov, A. V., Elchininova, O. A., & Rozhdestvenskaya, T. A. (2016). Vodno-fizicheskiye svoystva i modelirovaniye protsessa dvizheniya vlagi v chernozemakh yuzhnykh Kanskoy mezhgornoy kotloviny (basseyn r. Charysh. severo-zapadnyy Altay). [Water-physical properties and modeling of the process of moisture movement in the southern chernozems of the Kansk intermountain basin (basin of the Charysh River, northwestern Altai)]. Bulletin of Altai State Agrarian University, (3 (137)).

Budanova, T. E., Ozmidov, O. R., & Ozmidov, I. O. (2013). Sovremennyye metody izucheniya granulometricheskogo sostava gruntov. [Modern methods of studying the granulometric composition of soils]. Engineering survey, (8), 66-70.

Vozhehova, R. A., Kokovikhin, S. V., Shepel, A. V., & Boiarkina, L. V. (2013). Zastosuvannia informatsiinykh tekhnolohii dlia zdiisnennia otsinky klimatychnykh umov ta rozrakhunku vodopotreby liutserny. [Application of information technologies for assessment of climatic conditions and calculation of alfalfa water consumption]. Taurian Scientific Bulletin. . Issue, 86, 49-52.

CROPWAT: a decision support tool. Retrieved from https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/cropwat/en/ . Accessed May, 2018.

Gadzalo, Ya., Romashchenko, M., Kovalchuk, V., Matiash, T., & Voitovich O. (2019). Using smart technologies in irrigation management. International Commission on Irrigation and Drainage: 3rd World Irrigation Forum (WIF3). Bali, Indonesia: WIF3, 178. Retrieved from: https://www.icid.org/wif3_bali_2019/wif3_abst_vol.pdf

Globus, A. M. (1987). Pochvenno-gidrofizicheskoye obespecheniye agroekologicheskikh matematicheskikh modeley [Tekst]. [Soil and hydrophysical support of agroecological mathematical models]. Leningrad : Gidrometeoizdat, 427.

DSTU B V.2.1-24:2009. Hrunty. Metody polovykh vyprobuvan pronyknosti. [Soils. Field permeability test methods]

DSTU ISO 11276: 2001 Yakist gruntu. Vyznachannia tysku porovoi vody. Metod z vykorystanniam tenziometra. [Soil quality. Determination of pore water pressure. Method using a tensiometer]

DSTU ISO 11277: 2005 Yakist gruntu. Vyznachennia hranulometrychnoho skladu mineralnoho materialu gruntu. Metod prosiiuvannia sedymentatsii. [Soil quality. Determination of particle size distribution of soil mineral material. Sedimentation sieving method]

ISO 11274 :1998 Yakist gruntu. Vyznachennia vodoutrymuvalnoi kharakterystyky. Laboratorni metody [Soil quality. Determination of water retention characteristics. Laboratory methods]

ISO 11277: 1998 Yakist gruntu. Vyznachennia hranulometrychnoho skladu. [Soil quality. Determination of particle size distribution]

Kovalchuk, P. I., Pendak, N. V., Kovalchuk, V. P., & Voloshyn, M. M. (2008). Systemna optymizatsiia vodokorystuvannia pry zroshenni. Monohrafiia. [System optimization of water use during irrigation. Monograph]. Rivne : Vydavnytstvo NUVGP.

Kovalchuk, P.I., Matiash, T. V., Kovalchuk, V. P., Demchuk, O. S., Balykhina, H. A., Herus, A. V., Pendak, N. V. (2019). Systemne modeliuvannia i upravlinnia vodo- i zemlekorystuvanniam: Monohrafiia. [System modeling and management of water and land use. Monograph]. Kyiv: Ahrarna nauka. 608 p.

Kovalchuk, V. P.& Kolomiiets, S.S. (2007). Imitatsiine modeliuvannia hidrofizychnykh vlastyvostei gruntiv pry vykonanni ahromelioratyvnykh zakhodiv. [Simulation modeling of hydrophysical properties of soils when performing agro-ameliorative measures]. Taurian Scientific Bulletin. Collection of scientific works of KSAU, Issue, 53. Kherson : Ailant. pp.397-405.

Markovska, O. Ye. (2021). Modeliuvannia rezhymiv zroshennia riznykh sortiv rysu z vykorystanniam informatsiino-prohramnoho kompleksu AquaCrop. [Modeling of irrigation modes of different varieties of rice using the information and software complex AquaCrop]. Taurian Scientific Bulletin. . Issue, 119. DOI https://doi.org/10.32851/2226-0099.2021.119.30

Puzanov, A. V.. Baboshkina, S. V.. Rozhdestvenskaya, T. A.. & Balykin, S. N. (2014). Sravnitelnyy analiz osnovnoy gidrofizicheskoy kharakteristiki stepnykh i gorno-lesnykh pochv Altaya, vosstanovlennoy raschetnymi metodami. [Comparative analysis of the main hydrophysical characteristics of steppe and mountain-forest soils of Altai, reconstructed by calculation methods]. Bulletin of Altai State Agrarian University, (12 (122)).

Rosetta Version 1.0 (Free downloaded program). U.S.Salinity Laboratory ARSUSDA; Retrieved from: htpp://www.ussl.ars.usda.gov. Accessed 10 Sep 2017.

Romashchenko, M. I., Kolomiiets, S. S., & Bilobrova, A. S. (2019). Systema laboratornoho diahnostuvannia vodno-fizychnykh vlastyvostei gruntiv. [System of laboratory diagnostics of water-physical properties of soils]. Land Reclamation and Water Management, (2), 199-208. https://doi.org/10.31073/mivg201902-193

Ryzhova, T. A., Melikhova, E. V., & Rogachev, A. F. (2019). Kompyuternoye modelirovaniye i opredeleniye osnovnoy gidrofizicheskoy kharakteristiki na primere svetlo-kashtanovykh pochv Nizhnego Povolzhia [Computer modeling and determination of the main hydrophysical characteristics on the example of light chestnut soils of the Lower Volga region]. Bulletin of the Nizhnevolzhsky agro-university complex: science and higher professional education, (3 (55)). DOI: 10.32786/2071-9485-2019-03-49

Schaap, M. G., Leij, F. J., & Van Genuchten, M. T. (2001). Rosetta: A computer program for estimating soil hydraulic parameters with hierarchical pedotransfer functions. Journal of hydrology, 251(3-4), 163-176. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00466-8

Shang, Songhao & Li, Xichun & Mao, Xiaomin & Lei, Zhidong. (2004). Simulation of water dynamics and irrigation scheduling for winter wheat and maize in seasonal frost areas. Agricultural Water Management. 68. 117-133. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2004.03.009.

Silva Ursulino, B., Maria Gico Lima Montenegro, S., Paiva Coutinho, A., Hugo Rabelo Coelho, V., Cezar dos Santos Araъjo, D., Clбudia Villar Gusmгo, A., ... & Angulo-Jaramillo, R. (2019). Modelling soil water dynamics from soil hydraulic parameters estimated by an alternative method in a tropical experimental basin. Water, 11(5), 1007. https://doi.org/10.3390/w11051007

Salugin, A. N. (2018). Primeneniye osnovnykh gidrofizicheskikh kharakteristik dlya modelirovaniya vertikalnogo dvizheniya vlagi v zone aeratsii. [Application of basic hydrophysical characteristics for modeling the vertical movement of moisture in the aeration zone]. Bulletin of the Nizhnevolzhsky agro-university complex: science and higher professional education, (1 (49)). DOI: 10.32786/2071-9485-2018-01-58-65.

Tsytsiura, Ya.H., Polishchuk, M.I., & Bronnikova, L.F. (2020). Gruntoznavstvo z osnovamy heolohii. Chastyna II. Henezys, klasyfikatsiia ta vlastyvosti gruntiv. Navchalnyi posibnyk. [Soil science with the basics of geology. Part II. Genesis, classification and properties of soils. Tutorial.]. Vinnytsia : TOV «Druk plius.

Van Genuchten, M. T. (1980). A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils 1. Soil science society of America journal, 44(5), 892-898 https://doi.org/10.2136/sssaj1980.03615995004400050002x

Zeleke, K. T. (2019). AquaCrop calibration and validation for faba bean (Vicia faba L.) under different agronomic managements. Agronomy, 9(6), 320. https://doi.org/10.3390/agronomy906032

Zamin, B., Nasir, H., Mehmood, K., & Iqbal, Q. (2020). Field-Obtained Soil-Water Characteristic Curves of KPK Expansive Soil and Their Prediction Correlations. Advances in Civil Engineering, 2020, Article ID 4039134. https://doi.org/10.1155/2020/4039134


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.