Współczynnik wilgotności

Współczynnik wilgotności określono dokładniej — jako ilość wody, zatrzymaną przez 1 cm warstwę gleby po 40 minutowym wirowaniu w polu grawitacyjnym równym 1000 g. Chociaż autorzy ci dokładnie opisali metodę oznaczania współczynnika wilgotności, w różnych laboratoriach wprowadzono istotne zmiany w opracowanej przez nich technice oznaczania. F. J. Viehmeyer i jego współpracownicy badali wpływ wielu czynników na wyniki tego oznaczenia i opracowali metodę, dającą bardziej zgodne wyniki u różnych wykonawców, Wprowadzona przez nich modyfikacja polegała na skróceniu czasu wirowania do 30 minut, a ponadto stwierdzili oni, że nie jest konieczne, aby warstwa gleby po odwirowaniu miała ściśle 1 cm grubości, ponieważ najbardziej zgodne wyniki otrzymuje się biorąc do odwirowania zawsze jednakową ilość gleby.
Współczynnik wilgotności jest wielkością empiryczną i warunki jego oznaczania muszą być ściśle znormalizowane. Metodę wprowadzoną przez F. J. Viehmeyera zastosowało tak wiele różnych laboratorii, iż obecnie przyjęto, że współczynnik wilgotności jest to ilość wody zatrzymana przez około 30 g gleby po 30 minutowym wirowaniu w polu grawitacyjnym 1000 g wyrażona w procentach suchej masy tej gleby.
Skrócenie czasu wirowania z 40 na 30 minut prawdopodobnie nieznacznie zmienia wartości współczynnika, ponieważ większość gleb gwałtownie traci nadmiar wody w ciągu pierwszych 10 minut wirowania. Przy odwirowywaniu szczerków (loam) i gleb lżejszych, trwającym dłużej niż 30 minut, powstaje dużo niepożądanych pęknięć, co pociąga za sobą zwiększenie strat, spowodowanych parowaniem podczas samego wirowania. Straty te zwiększają tym samym błąd oznaczenia. W glebach lekkich równowaga ustala się bardzo szybko i przedłużenie okresu wirowania ponad 30 minut nie jest pożądane. Ponieważ czas ten wystarcza do ustalenia równowagi większości gleb cięższych, postanowiono przyjąć go jako normę dla wszystkich gleb.
103
Jakkolwiek z teoretycznego punktu widzenia grubość warstwy wirowanej gleby ma pewne znaczenie, to jednak F. J. Viehmeyer uznał, że ścisłe jej przestrzeganie nie jest konieczne. Poza tym uzyskanie po odwirowaniu warstw grubości l cm wymaga kilkakrotnego próbnego wirowania dla ustalenia jaka ilość gleby winna być użyta. Z tego powodu w praktyce znacznie dogodniej jest brać do każdego oznaczenia jednakową ilość gleby, niż dobierać taką ilość, która by dała w końcowym elekcie warstwę grubości 1 cm. Stosując ustaloną ilość gleby łatwiej jest otrzymać zgodne wyniki.
Metoda podana na str 106 jest zasadniczo metodą F. J. Viehmeyera. Różnica polega tylko na tym, że bierze się do analizy 30 g powietrznie-suchej gleby zamiast 30,5—31,5 g — ilości odpowiadającej 30 g wysuszonej w suszarce gleby. Różnica ta daje nieistotne odchylenia w wynikach.
Oznaczenie współczynnika wilgotności powinno się przeprowadzać na glebach powietrznie-suchych, przy czym wstępne i rozdrobnienie przed przesianiem przez siatkę o średnicy otworów 2 mm winno być jak najostrożniejsze.
W glebach, w których wymienny sód stanowi znaczny procent wymiennych kationów, często równowaga nie ustala się podczas wirowania. Przejawia się to w ten sposób, że na powierzchni występuje wolna woda lub, że górne warstwy odwirowanej gleby są wilgotniej sze i bardziej miękkie niż dolne. W związku z nieprzepuszczalnością gleb nasyconych sodem woda nie może przeniknąć przez masę nawet w silnym polu grawitacyjnym. W tych warunkach równowaga nie może się ustalić w ciągu 30 minut. Niektóre gleby pozostają tak płynne, że w trakcie wirowania zachodzi rozdzielenie gliny i piasku.
Współczynniki wilgotności należy odrzucić dla jakiejkolwiek gleby, której górna powierzchnia jest w dotknięciu wilgotniej- sza niż dolna. Można jednak w takim przypadku zastosować metodę rozcieńczania dla oznaczenia współczynnika wilgotności, ponieważ jest on funkcją addytywną. Glebę miesza się wtedy z czystym piaskiem w 30, 50, wreszcie 70°/o i oznacza współczynnik wilgotności dla każdej mieszaniny osobno. W ten sposób można przez ekstrapolację otrzymać praktycznie wystarczające przybliżenie wartości współczynnika.
J. R. H. Coutts  opisał modyfikację zwykłej metody, w której oznaczenie współczynnika wilgotności można zrobić na 4 g próbkach gleby. Glebę umieszcza się w otworze o średnicy 1,5 cm przewierconym przez środek pokrytego parafiną drewnianego klocka, ściśle dopasowanego do średnicy puszki. W wyniku prób z wieloma glebami badacz ten stwierdził, że przy odwirowywaniu 3,8 g gleby w takim klocku uzyskuje się te same wyniki, co przy standardowej metodzie, opartej na 30 g próbkach. Przed zastosowaniem tej modyfikacji należy wziąć pod uwagę, że w stosunku do ilości gleby wziętej do badania grubość jej warstwy jest znacznie większa niż w metodzie standardowej.
G. J. B o u y o u c o s  wykazał, że można otrzymać wartości bardzo zbliżone do współczynnika wilgotności prostą metodą odsączania stosując lejek Buchnera i pompę wodną. Według tej metody umieszcza się powietrznie-suchą glebę na sączku w małym lejku Buchnera i starannie ubija, następnie nasącza wodą przez 24 godziny, łączy lejek z dobrą pompą próżniową i rozpoczyna odciąganie. Po zniknięciu wody z powierzchni gleby prowadzi się sączenie jeszcze przez 15 minut nakrywszy lejek zwilżonym płótnem, aby zapobiec wyparowaniu jej z gleby. Następnie glebę wyjmuje się z lejka i oznacza w niej zawartość wody. Metoda ta daje na ogół wyniki wyższe od rzeczywistego współczynnika wilgotności, lecz może mieć pewne znaczenie w laboratoriach, w których robi się małą ilość oznaczeń. Przy podawaniu wyników otrzymanych metodą Bouyoucosa należy wyraźnie to zaznaczyć.
Oznaczania współczynnika wilgotności są ważne, gdyż stanowią wskaźnik zwięzłości gleby, dający się szybko oznaczyć. Korelacja między tymi współczynnikami wilgotności i wynikami analizy mechanicznej nie jest bardzo ścisła, ale jest istotna. Współczynnik wilgotności składników organicznych gleby wynosi 130% . Wartość ta stanowi średnią z kilku oznaczeń.
Współczynnik wilgotności dla gliny jest dużo bardziej zmienny i wynosi prawdopodobnie 40—70%. Współczynnik ten można stosować jako miernik zwięzłości gleby, ale tylko w obrębie jednego jej typu, przy czym w każdym typie należy grupować  według ich charakteru i profilu. Nie można porównywać, ciężkich podglebi gliniastych z lżejszymi i bogatszymi w związki organiczne warstwami powierzchniowymi. J. K. Taylor, ograniczając w ten sposób zakres porównywalnych „Jeb, stosował współczynnik wilgotności jako szybki wskaźnik, określający w przybliżeniu zawartość gliny w glebach z terenów nawodnionych, których zwięzłość trudno było ocenić w polu.
Współczynnik wilgotności jest częściej używany w badaniach stosunków wodnych na glebach nawadnianych. F. J. Viehmayer i A. H. Hendrickson (18) stwierdzili, że w glebach drobnoziarnistych współczynnik ten stanowi dobry wskaźnik polowej pojemności wodnej i często umożliwia laboratoryjne oznaczenie wodnej pojemności polowej. Zależność między współczynnikiem wilgotności a polową pojemnością wodną nie dotyczy gleb piaszczystych ani też glin bardzo ciężkich.

tagi: , , , ,