ZBIGNIEW PRUSINKIEWICZ
KRÓTKI PRZEGLĄD WAŻNIEJSZYCH ELEKTROMETRYCZNYCH METOD OZNACZANIA WILGOTNOŚCI GLEB
(Z Katedry G leboznaw stw a WSR — Poznań)
Wiele problemów teoretycznego gleboznawstwa, ja k również szereg zagadnień praktycznych związanych z produkcją roślin, wymaga dokład nej charakterystyki wodnych właściwości gleb. W tym celu niezbędne jest przeprow adzanie licznych i częstych pomiarów wilgotności gleb w w aru n kach terenowych. W ykonywanie takich pomiarów natrafia jednak niejed nokrotnie na znaczne trudności metodyczne. Żadna bowiem z opracowa nych dotychczas metod oznaczania zawartości wody w glebach nie jest po zbawiona wad, ograniczających w mniejszym lub większym stopniu jej po łowę zastosowanie. W tym stanie rzeczy znajomość zalet i braków poszcze gólnych metod ułatw ić może w ybór tej spośród nich, która w konkretnym przypadku najlepiej i najszybciej prowadzi do rozwiązania postawionego zagadnienia.
Ważną pozycję wśród metod oznaczania wilgotności gleb zajm ują tzw. metody elektrom etryczne. Jest to obszerna grupa metod, których wspólną cechę stanowi dążenie do ustalenia wilgotności glefo w oparciu o pomiary elektrycznych właściwości (przewodnictwa elektrycznego, stałej dielek trycznej itd.) bądź samej masy glebowej, bądź też odpowiednich, bardziej jednorodnych substancji znajdujących się w ścisłym kontakcie z badaną glebą.
N iestety, praw ie zupełny brak w polskiej literaturze gleboznawczej publikacji na tem at tych metod powoduje, że są one u na!s na ogół mało sto sowane. W ydaje się jednak, że metody elektrom etryczne zasługują na bacz niejszą uwagę, bo chociaż jeszcze dalekie od doskonałości, mogą już obec nie ułatw ić badania dynam iki wody w glebach.
W niniejszym arty ku le podjęto próbę najogólniejszej charakterystyki zasad, na których opierają się ważniejsze, elektrom etryczne metody ozna czania wilgotności gleb.
206 Z. Prusinkiewicz
Pierw sze usiłowania, zmierzające do znalezienia funkcjonalnej zależno ści między zawartością wody w glebie i przewodnictwem elektrycznym tej gleby, pojawiły się już w końcu ubiegłego stulecia. Wydawało się wówczas, że w ystarczy umieścić w glebie dwie metalowe elektrody i zmierzyć opór elektryczny znajdującej się między nimi m asy glebowej za pomocą np. mostka K ohlrauscha, aby wyliczyć wilgotność gleby według wzoru:
gdzie:
W — wilgotność gleby w procentach,
1 — odległość między elektrodam i w yrażona w cm, R — zmierzony opór elektryczny wyrażony w omach,
q — współczynnik zależny od kształtu elektrod,
a — współczynnik proporcjonalności między wilgotnością gleby i jej przewodnictwem elektrycznym .
Jednak już w yniki pierwszych doświadczeń M. W h i t n e y a, F. D. G a r d n e r a i L. J. B r i g g s a (17) w ykazały, że oznaczenie wilgotności gleb poprzez pom iar przewodnictwa elektrycznego nie jest łatwe. Okazało się, że ną wielkość współczynnika a w pływ ają obok wilgotności również skład m ineralny i mechaniczny oraz tekstura masy glebowej, zawartość i jakość próchnicy, jakość i koncentracja rozpuszczalnych soli, bądź też kwasów lub zasad, stopień ich dysoojacji, tem peratura itd.
W pływ tych ubocznych czynników, oddziaływających ujem nie na w y niki elektrom etrycznych oznaczeń zawartości wody w glebach usiłowano wyeliminować w następnych badaniach rozm aitym i mniej lub bardziej po mysłowymi sposobami.
Przyikładem ilustrującym te usiłowania może być metoda G. Görza (1 2). A utor ten starał się w pierwszym rzędzie usunąć ujem ny w pływ różnic tek stu ry gleby przez poddanie badanych próbek ściskaniu siłą około 4—5 kG /cm 2. Stw ierdził on mianowicie, że przy ściskaniu próbki glebowej jej przewodnictwo elektryczne początkowo w zrasta, lecz już przy sile nacisku większej od 3 kG /cm2 przyjm uje w artość stałą, niezależną od ew entualnych dalszych zmian tekstury. Jeśli chodzi o p aram etr związany ze stężeniem substancji rozpuszczonych w roztworze glebowym, to Görz proponował ustalanie tego param etru przez wyliczanie ilorazu z wielkości oporów sta w ianych przez badaną glebę przepływowi prąd u stałego i zmiennego г.
Róż-1 W edług A. A. B a t u r i n a (3) gleba m iędzy elektrodam i ulega pod w pływ em stałego prądu elektrycznego następującym zmianom: w ilgotność igleby wzrasta w po bliżu katody a m aleje przy anodzie; w ym ienne zasady wędrują ku katodzie; struktu ra gleby ulega w pobliżu anody zniszczeniu; przy katodzie gromadzą się koloidy obda rzone ładunkiem dodatnim.
Przegląd elektrometrycznyoh metod oznaczania wilgotności gleb 207
nica między tym i oporami, wywołana zjawiskami polaryzacji elektroli ty czinej, w zrastać m a wg G ö r z a proporcjonalnie do koncentracji soli w roztworze glebowym.
Przyznać należy, że przedstawiony przez G ö r z a pomysł był interesu jący. Jednakże G ö r z nie podał w swej opublikowanej pracy żadnych kon kretnych m ateriałów, potw ierdzających ścisłość przyjętych przez niego za łożeń teoretycznych. O tym , że metoda Görza nie była pozbawiona braków, świadczyłby jednak £akt, iż nie znalazła ona nigdzie szerszego rozpowszech nienia, mimo że skonstruowana przez G ö r z a ap aratura była już produ kowana seryjnie.
Także liczne nowsze badania nad zależnością przewodnictwa elektrycz nego masy glebowej od jej wilgotności nie umożliwiły zadowalających roz wiązań w dziedzinie m etodyki pomiaru wilgotności gleb. O statnio np. H. B u s c h m a n n (6) w ykazał na podstawie pomiarów w ykonanych za po mocą specjalnie skonstruowanej elektrody, że między logarytm em w ilgot nością badanej przez niego gleby a logarytm em wielkości oporu elektrycz nego tej gleby istnieje prosta zależność liniowa typu:
y = ax + b, gdzie:
y — logarytm wielkości oporu elektrycznego masy glebowej, X — logarytm procentowej zawartości wody w glebie, a, b — em piryczne współczynniki.
N iestety — współczynniki a i b muszą być ustalane indyw idualnie dla każdej gleby. Należy więc wątpić, czy metoda Buschmanna zyska sobie
szersze uznanie.
Ja k widać z przytoczonych przykładów, dotychczasowe badania nad możliwością oznaczania wilgotności gleb w oparciu o pom iary przewod nictwa elektrycznego masy glebowej nie zostały uwienczone większym po wodzeniem. Niemniej jednak metody w ykorzystujące prosty pomiar prze wodnictwa elektrycznego masy glebowej mogą oddać duże usługi np. przy badaniach nad rucham i wody w glebach. W pracach, w których nie chodzi o ilościowe oznaczenia wilgotności, lecz dajm y na to o uchwycenie czasu, potrzebnego dla przesiąknięcia wody od powierzchni gleby do pewnej określonej głębokości, można posługiwać się prostym pom iarem przewod nictw a elektrycznego. Zmiana tego przewodnictwa sygnalizuje mom ent dotarcia przesiąkającej wody do poziomu, w którym umieszczono elektro dy pomiarowe.
L. S t a n i e w i c z (15) opracowując w roku 1939 sposób, który by umożliwiał „nie tylko sygnalizowanie dojścia wody do jakiejś w arstw y, lecz także otrzym ywanie ilościowych danych”, oparł się na pom iarach stałej dielektrycznej masy glebowej m etodą rezonansową, stosując w tym celu
208 Z. Pru&łnkiewicz
skonstruowany przez siebie przyrząd, który nazwał później (16) „hydro m etrem elektrycznym rezonansowym”. A paratura L. Staniewicza składa się, jak zresztą w szystkie ap araty tego typu z trzech obwodów: oscylacyj nego, rezonansowego i detektorowego. Istotną częścią obwodu rezonanso wego jest kondensator glebowy, którego pojemność ma zmieniać się pod
wpływem uwilgotnienia gleby. Jednakże podany przez L. S t a n i e w i c z a (15) opis kondensatora glebowego nie jest jasny i nie łatwo można so bie wyobrazić sposób zastosowania tego kondensatora zwłaszcza w w arun kach polowych, o których wspomina autor w publikacji z roku 1952 (16).
Jeśli chodzi o określanie za pomocą hydrom etru ,,stopnia wilgotności gleby” to eksperym entalne dane uzyskane przez samego autora doprowa dziły go do wniosku, że „istnieje różna zależność zmiany pojemności elek- trycznej w arstew ki gleby od zawartości w niej wody...” i że tylko „... dla piasku te dwie wielkości są do siebie proporcjonalne” (15).
Ponieważ hydrom etr L. Staniewicza nie dał zadowalających wyników przy próbach mierzenia zawartości wody w glebach, rodzi się wątpliwość, czy metody, oparte na pom iarach pojemności elektrycznej kondensatorów z dielektrykiem w postaci badanej gleby między okładkami, m ają w ogóle widoki powodzenia przy badaniach wilgotności gleb.
Od roku 1932, kiedy to W. В a 11 s (2) po raz pierwszy zaproponował metodę tego rodzaju, wielu badaczy zajmowało się spraw ą w ykrycia ści słej zależności między zawartością wody w glebie i pojemnością elektrycz ną kondensatorów glebowych.
Pojemność elektryczną kondensatorów można, jak wiadomo, wyrazić wzorem:
P l
С = --- • --- • e , 4rcr 9 • 1011 gdzie:
С — pojemność elektryczna kondensatora w faradach, P — powierzchnia okładek kondensatora w cm 2,
r — odległość między okładkami kondensatora w cm,
e — stała dielektryczna substancji znajdującej się między okład kam i kondensatora.
Stała dielektryczna określona jest za pomocą następującego wzoru:
Co
gdzie:
Co — pojemność elektryczna kondensatora powietrznego,
С — pojemność elektryczna tego samego kondensatora z dielek trykiem o stałej в zamiast powietrza.
Istnieje dość duża różnica pomiędzy wielkością stałej dielektrycznej suchej substancji glebowej a wielkością stałej dielektrycznej wody:
Przegląd elektrometrycznych metod oznaczania wilgotności, gleb 209
e suchej substancji glebowej waha się najczęściej w granicach od około 4 do Około 10, natom iast,
e wody w tem peraturze 15°C wynosi 82,22.
Z powyższych danych w ynika, że każde zwiększenie wilgotności po winno pociągnąć za sobą wzrost stałej dielektrycznej gleby, a tym samym w zrost pojemności elektrycznej kondensatora z daną glebą jako dielek trykiem między okładkami. Ten właśnie fak t starają się w ykorzystać me tody nawiązujące do pom iaru pojemności elektrycznej.
Jednakże niektórzy badacze, jak np. J. E. F 1 e t c h e r (10), stw ierdzają, że pojemność kondensatorów glebowych zależy nie tylko od wilgotności gleb, ale między innym i również od tem peratury, ilości koloidów, a także od stężenia soli w roztworze glebowym. Dopiero koncentracje soli w ięk szej od 0 , 1 g na 1 0 cm3 wody n ie zakłócają już pomiarów, natom iast w ahania stężeń poniżej tej granicy w yw ołują błędy.
O kazuje się więc, że również metody pojemnościowe nie zdołały na razie całkowicie wyeliminować ujemnego w pływ u tych samych ubocznych czynników, k tó re były przyczyną niepowodzenia metod opartych n a po m iarach przewodnictwa elektrycznego. Wobec niezbyt jeszcze licznych d a nych eksperym entalnych trudno dziś ostatecznie przewidzieć, czy i w ja kim stopniu metody pojemnościowe przezwyciężą te trudności. Nie jest jednak przekonyw ające w ysuw ane niekiedy a priori tw ierdzenie, że duża różnica między stałym i dielektrycznym i suchej substancji glebowej i wo
dy w ystarcza dla uzyskania pozytywnych wyników, bo jeszcze większe różnice między przewodnictwem elektrycznym suchej i wilgotnej gleby nie umożliwiły mimo wszystko dokładnych pomiarów.
Metody oparte na pom iarach przewodnictwa lub stałej dielektrycznej nie w yczerpują jeszcze w szystkich koncepcji zastosowanych dla określa nia wilgotności glelb na drodze elektrom etrycznej. Za jedną z najbardziej pomysłowych prób rozwiązania tego problem u należy uznać metodę elek troterm iczną, zaproponowaną przez B. T . S h a w a i L . D. B a v e r a (13). przew odnik towarzyszy wydzielanie ciepła w myśl praw a Joulea:
Metody oparte na pom iarach przewodnictwa lub stałej dielektryczne! nie w yczerpują jeszcze w szystkich koncepcji zastosowanych dla określa nia wilgotności gleb na drodze elektrom etrycznej. Za jedną z najbardziei pomysłowych prób rozwiązania tego problem u należy uznać metodę elek troterm iczną, zaproponowaną przez B. T. S h a w a i L. D. B a v e r a (13)
A utorzy ci w ykorzystali znane zjawisko, że przepływowi prądu przez przew odnik towarzyszy w ydzielanie ciepła w myśl praw a Joulea:
К = U 2 • - • t • 0,24 , R
210 Z. Prus'inkiewicz
gdzie:
К — ilość ciepła w kaloriach,
U — napięcie elektryczne w woltach,
R — opór elektryczny przewodnika w omach, t — czas w sekundach.
Jeśli m etalow y przewodnik, przez k tóry przepływa prąd, umieszczony jest w glebie, to pewna część wydzielonego ciepła powoduje wzrost tem p eratu ry tego przewodnika, a pozostała część odprowadzana jest przez glebę. Im więcej wody zawiera gleba, tym lepiej odprowadza ona ciepło i tym wolniej nagrzewa się przewodnik.
Z drugiej strony wiadomo, że opór elektryczny -metalowego przewod nika w zrasta w raz z tem peraturą według wzoru:
Rto = Rl6o (1 + a/t° - 15), gdzie:
Rf° — opór elektryczny w omach przewodnika o tem peraturze t°, R i5°!— opór elektryczny w omach tego samego przewodnika
o tem peraturze 15°C,
t° — aktualna tem peratura przewodnika,
a — współczynnik wynoszący np. dla miedzi 0,00381.
W zrost oporu rozgrzewającego się przewodnika można śledzić na w łą czonym w obwód czułym m iliam perom ierzu, obserwując spadek natęże nia prądu płynącego przez ten przewodnik. Suchej glebie odpowiada szyb ki spadek w skazań m iliam perom ierza, podczas gdy w glebie wilgotnej spadek ten jest powolny. Różnica wskazań m iliam perom ierza w określo nym interw ale czasu pozwala więc określić wilgotność gleby.
Dokładność opisanej metody elektroterm icznej spraw dzali między in nymi R. V. C u m m i n g s i R. F. C h a n d l e r (7). Stw ierdzili oni, że metoda ta daje zadowalające w yniki w w arunkach laboratoryjnych, lecz nie nadaje się do badań terenow ych z powodu trudności związanych z za pewnieniem dobrego kontaktu między glebą i rozgrzewającym się drutem . Należy jednak zaznaczyć, że naw et gdyby udało się uzyskać zadow alający kon tak t przewodnika z glebą, to i tak metoda elektroterm iczna — mimo swej całej pomysłowości — nie stałaby się m etodą uniw ersalną dla bezpo średniego oznaczania procentowej zawartości wody we wszystkich gle bach, gdyż zależność przewodnictwa ciepła od wilgotności jest odmienna w różnych glebach.
Ja k to słusznie podkreśla W. N. D i m o (9), przewodnictwo cieplne gleby zwiększa się w prawdzie ze w zrostem zawartości wody, ale mecha nizm tego zjawiska jest skomplikowany, gdyż wiąże się z form am i wody i mechanizmem jej przemieszczania w glebie. Decydujące znaczenie po siada tu oczywiście nie tylko zastąpienie słabo przewodzącego ciepło
po-Przegląd elektrometrycznych metod oznaczania wilgotności gleb 211
w ietrzą dobrze przewodzącą wodą, lecz także charak ter więzi tej wody z glebą. P rzy identycznej zawartości wody, wynoszącej np. 4%, charak ter tej więzi w glebie piaszczystej jest — ja k wiadomo — zupełnie inny niż np. w glebie ilastej.
Wobec niepowodzenia tylu metod, opracowanych na zupełnie odręb nych podstawach teoretycznych, pow staje pytanie — czy jest w ogóle re alne dążenie do skonstruowania aparatury , która by po jednorazowym w yskalow aniu umożliwiała bezbłędne elektrom etryczne oznaczenia pro centowej zawartości wody bezpośrednio w masie glebowej?
W ydaje się, że na to pytanie należy odpowiedzieć przecząco. Podob nie jak w metodzie elektroterm icznej, skomplikowany ch arak ter sił dzia łających na wodę w glebie uniemożliwi prawdopodobnie również uniw er salne w yskalowanie aparatów przeznaczonych do bezpośrednich pomia rów wilgotności masy glebowej, choćby naw et udało się całkowicie w y eliminować ujem ny w pływ koncentracji soli, zawartości związków orga nicznych i niektórych innych czynników zakłócających pomiary.
Wrażliwość metod elektrom etrycznych nie tylko na ilość wody, ale również na siły utrzym ujące tę wodę w glebie, nie jest jednak zjawiskiem niepożądanym, pomimo że przy pom iarach utrudnia uzyskiwanie dokład nych wyników procentowych. W rozwoju roślin ważna jest przecież nie tyle ogólna ilość wody W glebie, lecz zaw artość wody łatwo dostępnej dla korzeni.
Z tych założeń w yszli G. J. В o u у o u с o s i A. H. M i с к (5) o p ra cowując w roku 1940 nową metodę określania wilgotności gleb przez po m iar przewodnictwa elektrycznego. Ja k wspomniano wyżej, próby w tym
kierunku były przeprow adzane już znacznie wcześniej, lecz zawodziły one, gdyż przewodnictwo gleb nie zależy wyłącznie od.wilgotności. B o u y o - u c o s i M i c k przezwyciężyli te trudności, umieszczając elektrody po m iarowe nie bezpośrednio w glebie, lecz w bloku gipsowym, który zako puje się do gleby. Po pew nym czasie następuje równowaga między siłami utrzym ującym i wodę w glebie a siłami ssącymi porowatego bloku gipso wego. Jednocześnie w bloku znajduje się stale nasycony roztw ór gipsu o określonej koncentracji jonów, która jest tak wysoka, że do minim um redukuje zakłócenia wywołane przez jony roztw oru glebowego. Dzięki te mu, przewodnictwo bloku zależy praw ie w yłącznie1 od zawartości w nim •wody, a ta z kolei od wielkości sił utrzym ujących wodę w glebie.
Dopóki gleba zawiera nadm iar wody graw itacyjnej, opór bloku gipso wego utrzym uje się na stałym , dość niskim poziomie (450—>650 omów). Je
-1 W.pływ tem peratury można łatwo uwzględnić w nosząc odpowiednie poprawki. Przy badaniach w ilgotności w głębszych w arstw ach gleby, gdzie w ahania tem peratu ry są na ogół m ałe, można błątd spowodowany temperaiturą pominąć.
212 Z. Prusinkiewiicz
śli wilgotność gleby maleje, to — począwszy od zawartości wody odpowia dającej m aksym alnej wodzie zawieszonej — opór bloku gipsowego zaczy na w zrastać najpierw powoli, a następnie coraz szybciej. P rzy oporze w y noszącym około 2800 omów gleba zawiera jeszcze tylko połowę dostępnej dla roślin wody zawieszonej. P rzy 10 000 omów zaczynają rośliny up raw ne w yraźnie cierpieć na b rak wody. 75 000 omów odpowiada w spółczyn nikowi trw ałego więdnięcia roślin. Przy jeszcze mniejszych wilgotnościach krzyw a zależności między wilgotnością i oporem elektrycznym bloku orzvi- m uje kierunek praw ie pionowy tak, że dalszy pomiar staje się niemo żliwy.
Metoda bloku gipsowego okazała się bardzo użyteczna np. przy nor mowaniu daw ek wody na polach sztucznie zraszanych. W zrost oporu blo ku do około 1 0 0 0 0 omów sygnalizował konieczność rozpoczęcia naw adnia nia. Zraszanie nie powinno jednak zm niejszać oporu bloku pniżej 600 omów, ponieważ w ystępują w tedy bezużyteczne straty wody i pogarsza się aeracja gleby.
Przydatność metody bloku gipsowego do w ykonywania pomiarów tego • rodzaju w różnych glebach bez konieczności oddzielnego skalowania jest niew ątpliw ie jej podstawową zaletą. Jako w ady tej metody należy nato m iast wymienić dość m ałą trw ałość elementów gipsowych, zwłaszcza umieszczonych w glebach wilgotnych, niezbyt szybkie przystosow ywanie się bloku do zmian wilgotności gleby oraz ograniczony zakres pomiarowy bloku, k tóry nie obejm uje zarówno zbyt wielkich jak też całkiem niskich wilgotności gleby.
Poszukując m ateriałów , które by pod tym i względami przewyższały gips, G. J. B o u y o u c o s (4) skonstruował jeszcze inny elem ent pomia rowy — tzw. ,,opornfk nylonow y”. Zasada działania tego opornika jest w ogólnych zarysach analogiczna jak w bloku gipsowym. Elektrody po m iarowe są tu jednak pokryte nie gipsem, lecz tkaniną nylonową. Okazało się, że opornik nylonowy posiada w stosunku do bloku gipsowego większą trwałość (nawet w glebach silnie w ilgotnych opornik zachowuje spraw ność co najm niej 5 lat), obejm uje znacznie szerszy zakres wilgotności (od pełnej pojemności wodnej aż do stanu powietrznej suchości) oraz znacznie szybciej reaguje ma zm iany wilgotności. Nylonowy opornik nie posdadia jednak niestety takiego jak blok gipsowy działania buforującego i silnie reaguje na stężenie soli w roztworze glebowym. Zmusza to znów do spe cjalnego skalowania ap aratu ry dla każdej gleby z osobna. O przewadze za le t opornika nylonowego nad blokiem gipsowym można by więc mówić na
razie jedynie w przypadku gleb bardzo w ilgotnych z bliskim poziomem wody gruntow ej.
Przegląd elektromedycznych metod oznaczania wilgotności glieto 213
bach pobudziło szereg badaczy do nowych poszukiwań we w skazanym przez B o u y o u c o s a i M i c k a kierunku. Przykładem nowszych prac idą cych po linii wytyczonej przez B o u y o u c o s a i M i с к a mogą być m ię dzy innym i badania W. М. A 1 d o o s a i W. L. W a 1 1 o n a (1), którzy usi łują opisaną wyżej elektroterm iczną m etodę В. T. Shawa i L. D. Bavera udoskonalić przez otoczenie rozgrzewającego się przewodnika jakąś od powiednią masą ceramiczną.
Bardzo ciekawy jest również opublikowany niedawno pomysł S. S p a u s z u s a (14). A utor ten opracował metodę, która jego zdaniem pozwala na dokonywanie szybkich oznaczeń wilgotności gleby przez po m iar stałej dielektrycznej wyciągu glebowego wykonanego dioksanem z 10% dodatkiem kwaisu octowego. S p a u s z u s stw ierdza jednak, że obecność próchnicy ujem nie wpływa na dokładność oznaczeń.
Niezależnie od tych czy innych braków , jakie posiadają jeszcze na ra zie metody opracowywane na podstawie stworzonej przez B o u y o u c o s a i M i c k a koncepcji elektrom etrycznych oznaczeń wilgotności nie w sa mej m asie glebowej, lecz za pośrednictwem jakiejś odpowiedniej, bardziej jednorodnej substancji — sama idea stanowi bez w ątpienia ogromny krok naprzód i zdaje się otwierać drogę dla dalszego doskonalenia techniki po- Lowych pomiarów zawartości wody w glebach.
Na zakończenie w arto jeszcze krótko wspomnieć, że niezależnie od m e tod elektrom etrycznych rozwija §ię ostatnio całkowicie nowa technika pomiarów wilgotności gleb oparta na próbach w ykorzystania w tym celu właściwości neutronów i prom ieni y.
Zaproponowana przez W. G a r d n e r a i D . K i r g h a m a (11) metoda neutronow a opiera się na założeniu, że wgdór jest praktycznie jedynym pierw iastkiem , k tó ry może zwalniać bieg szybkich neutronów, i że w gle bach' m ineralnych pierw iastek ten w ystępuje praw ie wyłącznie jako składnik wody. Źródłem szybkich neutronów jest mieszanina polonu i be rylu, którą umieszcza się w glebie. Licznik powolnych neutronów napełnia się fluorkiem boru (BF3). Zmierzona w jednostce czasu ilość powolnych neutronów ma być w skaźnikiem wilgotności gleby.
J a k widać — powyższa metoda nie nadaje się do pomiaru wilgotności gleb próchnicznych, gdyż glebowe związki organiczne zaw ierają także wo dór zwalniający bieg szybkich neutronów. Natomfost metoda ta ma we dług autorów uniezależ#iać pomiary wilgotności od wpływu tekstury gle by, koncentracji soli i tem peratury.
Na nieco innych zasadach oparta jest metoda A. I. Danilina (8), posłu gująca się promieniowaniem у przy oznaczaniu zawartości wody w gle bach. Źródłem promieni у ma być umieszczony w glebie radioaktyw ny izo top kobaltu Co60. Podstawowe założenia są tu następujące: przejście przez jakąkolw iek substancję osłabia natężenie promieni y; stopień osłabienia
214 Z. Prusi'ibkiewicz
zależy od energii promieni y, a także od charakteru i grubości w arstw y prześw ietlanego ciała. Jeśli się przyjm ie, że w arstw a pewnej suchej gleby osłabia przechodzące przez nią prom ienie у w określonym stopniu, to dal sze osłabienie promieniowania, spowodowane dodaniem wody do tej gleby, może być wskaźnikiem jej wilgotności.
Najbliższa przyszłość pokaże zapewne, czy metoda prom ieni у zda egza m in w praktyce oraz jak rozwiną się inne metody. W ydaje się, że można oczekiwać szybkich postępów w tej dziedzinie.
LITERATURA
1. A 1 d o o s W. M. and W alton W. L. — Frost actilon in soils, A symposium, Waslhin- ton (1952).
2. B a l l s W. L. — Rapid Estim ation of W ater-Content in Undisturbed S oil and in Bales of Cotton, Nature, t. 129 (1932).
3. B a t u r i n A. A. — Cyt. w g M elville R. — Das V erhalten des Bodens gegen Luft, Wärme, Elektrizität und Radioaktivität, Blanek E. — Handbuch der Bodenlehre, Erster Ergänzungsband, B erlin (1939) str. 585.
4. В o u у о с u s G.. J. — A nyilon electtrjicail resistance unit for m aking continuous m easurem ent of soil m oisture in the field, Soil Sei., t. 67 (1949).
5. В o u у с о s G. J. and M i c k A. H. — Im provem ents in the plaster of Paris absorption block electrical resistance m ethod for m easuring soil m oisture under field conditions, Soil Sei., t. 63 <1947).
6. B u s c h m a n n H. — Di e Bestim m ung der B od enfeuchte mir eliner V 2A -Stahl- Plexiglaselektrode, Z. Pflanzenernähr., Düng. Bodenkunde t. 72 (1956).
7. C u m m i n g s R. V. and C ha n d >1 e r R. F. — Cyt. w g Baver L. D. — SoiJl Physics, N ew York, London (1948).
8. D a n i l i n A. I. — Izm ierienije w łażnosti poezw y pri pomoszczi gamma łuczej. Poczw owiedenije 7 (1955). *
9. D i m o W. N. — К woprosu o zaw isim osti m ieżdu tem peraturoprowodnostju i w łażnostju poczw. Poczw ow iedienije 12 (1948).
10. F 1 e t c h e r J. E. — Cyt. w g B aver L. D. — S o il Physics, N ew York — London <1948).
11. G a r d n e r W. and K i r k h a m D. — D eterm ination of soil m oisture by neutron scattering. Soil Sei., t. 73 (19*52) str. 391—401.
12. G ö r z G. — Über ein tragbares Gerät zur elektrischen Bestim m ung der Boden feu ch tigk eit im Felde, Intern. Mitt. f. Bodenkunde t. 14 (1924).
13. S h a w В. T., B a v e r L. D. — An electrotherm al method for follow in g m oisture changes of the soil in £itu, S oil Sei., t. 48 (1939).
14. S p a u s z u s S. — Eine Schnellbestim m ung der Bodenfeuchtigkeit durch Messung der D ielektrizitätskonstanten, Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkunde, t. 70 (1955). 15. S t a n i e w i c z L; (jun.) — B'adania na m onolitach glebowych ruchu w ody prze
siąkającej za pomocą m etody rezonansowej; Przegląd M elioracyjny, t. 3 (1939). 16. S t a n i e w i с z L. (jun.) — Zastosowanie hydrometru elektrycznego rezonanso
w ego do badania ruchów w ody w glebach. B iuletyn CIR 2 (4) (1952).
17 W h i t n e y M., G a r d n e r F. D., B r i g g s L. J. — An electrical m ethod of de term ining the m oisture content of avabie soils, U. S. Dept. Agr. Bur. Soils Bull. 6 (1897).
