Методы и технические средства исследования и мониторинга физического состояния почв

• Автор: Кудряшов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 202 с.

- 2 -ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Разработка средств диагностики параметров
физического состояния почв
1.1. Использование конусного микропенетрометра МВ
для измерения сопротивления пенетрации почв
1.2. Определение механической прочности почвенных агрегатов
1.3. Измерение насыщенной гидравлической проводимости
и давления входа воздуха в почву
1.4. Регистрация динамики плотности почвы в лабораторных экспериментах
1.5. Многоточечный тензиометр
Глава 2. Моделирование действия изменений плотности
на физическое состояние почв
2.1. Концепция системно-экологического подхода к исследованию влияния изменений плотности на физическое состояние почв
2.2. Характеристика объектов исследований
2.3. Модель оптимальности физического состояния
почвы
2.3.1. Изменение плотности и границы оптимальности физического состояния почвы для развития растений. (Теоретический аспект)
2.3.2. Оптимальность физического состояния различных почв. (Экспериментальный аспект)
2.4. Динамические характеристики состояния порового пространства почвы
2.5. Функция водоудерживающей способности почв

Глава 3. Моделирование последействия изменений
плотности на физическое состояние почв
3.1. Концептуальная модель последействия изменений плотности
3.2. Плотность почвы и механическая прочность агрегатов
3.2.1. Моделирование функции распределения вероятностей прочности агрегатов
3.2.2. Изменение прочности агрегатов и плотность
почвы
3.3. Изменение насыщенной гидравлической проводимости
почвы
Глава 4. Геоинформационные системы (ГИС) и магнитоги-намическая (МГД) активация оросительных вод как средство мониторингового управления физическим состоянием почв
4.1. ГИС - инструмент для мониторинга пространственной информации в земледелии
4.2. Изменение физического состояния почв при воздействии МГД активированной оросительной воды
4.3. Применение компьютерного анализа изображений для оценки эффективности МГД обработки оросительных вод
4.4. ГИС для поддержки решений о применении МГД аппаратов для активации оросительных вод
Выводы
Список литературы
Приложения

Введение
С началом нового тысячелетия, в эпоху создания информационного общества, происходит изменение взглядов на многие фундаментальные проблемы, стоящие перед человечеством с начала формирования цивилизации. Механическая обработка почвы - является, по сути, синонимом изменения ее плотности. Одновременно механическая обработка представляет собой один из главных действующих факторов для перехода почвы из одного физического состояния в другое. Физическое моделирование процессов, происходящих при изменении плотности, в совокупности с новейшими компьютерными технологиями открывает новые возможности включения полученной информации в глобальные информационные потоки всемирной сети Интернет и создает фундамент определения стратегии управления физическим состоянием почвы.
Управление физическим состоянием почвы традиционно осуществляют при помощи механической обработки почв, ирригации или различных мелиоративных мероприятий. Однако физическое состояние почвы можно изменять, делая его более благоприятным для развития растений, и при использовании менее известных, альтернативных способов. Одним из таких способов является магнитогидродинамическая (МГД) активация оросительных вод, выполняемая с помощью специальных аппаратов. Применение таких МГД аппаратов, как правило, является недорогим мероприятием, поэтому его целесообразно проводить в районах, имеющих подходящий состав природных вод.
Мониторинг физического состояния почв, осуществляемый с использованием геоинформационных систем (ГИС), предусматривает сбор, анализ, моделирование пространственно

зиометра в манометр. При этом манометрическая жидкость из емкости 5 поднимается в манометрическую трубку 2, закрепленную на пластмассовой прокладке, расположенной внутри корпуса. Высоту подъема манометрической жидкости фиксируют по измерительной шкале 12, которая соответствует определенному потенциалу влаги в почве. В процессе эксплуатации тензиометра происходит постоянный влагообмен между датчиком и почвой. В результате этого почвенная влага с растворенными в ней газами поступает в систему тензиометра, где растворенные газы под влиянием натяжения воды и температурных колебаний выделяются в виде пузырьков воздуха . Выделившийся воздух переходит из датчиков и удлинительных трубок 19 в конусообразные трубки 20, закрепленные в последних при помощи уплотнений 21, затем - в соединительные шланги. Из последних воздух попадает в тройники, а затем - в воздухоулавливатели. Удаление накопившегося воздуха из воздухоулавливателей производят без разгерметизации системы тензиометра. Для этого штуцер стандартного шприца герметично устанавливают в манжете. Предварительно шприц заправляют водой в количестве, соответствующем двойному объему воздухоулавливателя. Затем открывают зажим, в результате этого внутренний объем шприца соединяется с системой тензиометра без нарушения герметичности последней. Из воздухоулавливателя воздух переводят во внутренний объем шприца при помощи плавных возвратно-поступательных движений поршня шприца с размахом хода поршня 0,5-1,0 см. В результате этого на место удаленного воздуха в воздухоулавливатель поступает равное ему количество воды из шприца. После удаления обратным ходом поршня устанавливают столбик манометрической жидко-