Агрохимические лизиметры-воронки

Кроме собственно агрохимических лизиметров в почвоведении широкое распространение получили агрохимические лизиметры-воронки. Особенностью таких лизиметров является то, что они могут устанавливаться в почвенную толщу в соответствии с генетическими горизонтами - тогда их встраивают на границах смены горизонтов, или, если того требуют задачи исследования, на разных глубинах. Их устанавливают, как правило, одновременно, соблюдая расстояние между ними по горизонтали не менее 1 метра, во избежание попадания фильтрационного раствора в соседний лизиметр.

Наиболее известным вариантом являются воронки Эбермайера Э.В. из оцинкованного железа, диаметром 50 и 25 см и высотой 5 см, которые устанавливали под исследуемый почвенный слой. Для этого выкапывается произвольной формы галерея, и на боковых стенках в нишах на разных уровнях вырезаются ниши и устанавливаются воронки, предварительно заполненные дренажной засыпкой (галькой, промытым песком, битым стеклом и др.). Влага, просочившаяся через почвенную толщу, поступала в воронку, оттуда через специальный водоток поступала в водоприемник, где и осуществлялся сбор фильтрационных вод. Пространство между воронками и внутренними стенками ниши заполняли почвой. Расстояние между отдельными воронками-лизиметрами по горизонтали должно быть не менее 70-100 см, по вертикали - определяется схемой опыта, исследуемыми генетическими горизонтами и глубинами. Галерею армируют бетоном, кирпичом, досками. Лизиметрические воронки, модифицированные в соответствии с современными задачами, применяют в настоящее время, как для проведения длительных экспериментов, так и для модельных опытов по изучению загрязнения почв, выноса питательных элементов из отдельных почвенных горизонтов.

Для получения свободного почвенного раствора в целях решения задач генетического характера была предложена конструкция встроенных в почвенную толщу плоских лизиметров. Они представляют собой квадратные противни площадью 40x40 см, изготовленные из оцинкованного железа или пластмассы (рис. 5).

Одна из сторон лизиметра имеет бортик высотой 5 см и водоотвод, представляющий собой полую металлическую трубку для соединения с водоприемником. Во избежание попадания почвы водоотвод закрывается металлической сеткой, можно использовать капроновые сеточки [16].

Для установки лизиметров выкапывается траншея, как правило, с расчетом на три-четыре лизиметра. Глубина траншеи должна превышать на 0.5-1 м глубину нижнего лизиметра. В боковых стенках в траншеи при помощи ножа, стамески сооружаются узкие щелевидные ниши, соответствующие размеру лизиметров, делая небольшой уклон в сторону траншеи для стекания гравитационной влаги. Лизиметры стороной, не имеющей бортиков, вдвигают в ниши до упора, одновременно прижимая их к «потолку». Все промежутки между стенками, дном лизиметра и нишей, уплотняя, заполняют почвой из нижележащего горизонта. После установки лизиметра к водоотводу плотно присоединяют гибкие синтетические шланги соединяя их с установленными на дне траншеи водоприемниками.

В качестве водоприемника используются стеклянные бутыли, можно использовать пластиковые бутыли или канистры, из которых почвенная влага периодически откачивается при помощи насоса. Главное, герметичность всех соединений. Для этого на бутылях герметично устанавливаются пробки, в которых вставляются трубка/шланг от лизиметра и вторая трубка, нижний конец которой опускается до дна бутыли, а верхний соединяется с гибким шлангом, выходящим на поверхность почвы. Во избежание деформации гибких шлангов рекомендуется помещать их в металлические трубки.

Рисунок 5 – Лизиметры конструкции Шиловой Е.И. а, б, в – общий вид лизиметров; г – вид лизиметра сбоку; д, е – трубки, через которые поступает растров в бутылки [16].

После окончания установки лизиметров траншею аккуратно закапывают, укладывая и уплотняя вынутую почву в соответствии с генетическими горизонтами. Над поверхностью почвы остаются шланги, через них нужно прокачать воздух из бутылей, затем закрыть зажимами, обернуть изоляционной лентой и замаскировать почвой во избежание их растрескивания под действием перепадов температуры и солнечных лучей.
Положительным качеством лизиметров конструкции Шиловой, как отмечает Скрынникова, является отсутствие контакта лизиметрических вод с атмосферным воздухом и близость условий получения фильтрационных вод к природным процессам гравитационного стекания влаги. Она рекомендует проводить регулярную откачку лизиметрической влаги из водоприемников, чаще, чем раз в сезон, т.к. особенно в теплые периоды возможно значительное изменение химического состава вод в результате биохимических процессов.

К недостаткам метода она относит следующее:

1) невозможность полной откачки влаги из бутылей и неизбежное смешивание разных порций фильтрата в ходе эксперимента;

2) невозможность получения почвенных растворов при влажности почв ниже значений НВ;

3) вероятность бокового притока влаги, за счет периодически создаваемого разрежения в бутылях при откачке влаги;

4) возможность скопления подвешенной влаги на нижнем срезе почвенных слоев над лизиметрами.