В. Г. ЖУКОВ, В. М. ЧЕСНОКОВ, Н. Д. ЛУКИН
Всероссийский научно-исследовательский институт крахмала и переработки крахмалсодержащего сырья – филиал Федерального исследовательского центра картофеля имени А.Г. Лорха, ул. Некрасова, 11, д.п. Красково, г.о. Люберцы, Московская обл., 140051, Российская Федерация
Резюме. Успешному растениеводству способствует возможность расчетной оценки распределения почвенной влаги вдоль высоты капиллярной каймы с учетом расстояния до поверхности почвы и корневой системы растений. Цель исследований состояла в аналитическом выведении формулы расчета влагонаполнения почвы и его изменения вдоль высоты капиллярной каймы, возникающей на водоносном основании. Решение основано на отношении суммарной площади пор, занятых капиллярной водой, ко всей площади пор в том же сечении, функции плотности вероятности распределения площадей пор, интегральной функции их распределения и формуле Жюрена. Получена расчетная формула влагонаполнения почвы вдоль высоты капиллярной каймы. Графики примера расчета подтверждают возможность наличия у капиллярной каймы двух слоев: насыщенного подошвенного со сплошным заполнением пор водой и ненасыщенного поверхностного. Интенсивное изменение влагонаполнения порового пространства происходит лишь вдоль относительно малого начального участка высоты капиллярной каймы от общей, определенной по формуле Жюрена. Рассчитанное численное значение этого слоя 1,4 м соответствует известным результатам полевых экспериментов, согласно которым величина этого показателя в основном находится в пределах 2 м. В этой связи он также может служить ограничением минимального размера пор, учитываемого в формуле Жюрена. Для условий рассмотренного примера размер пор оказался равным 15,1 мкм. Расчетная формула позволяет определить для конкретной почвы условие расположения участка капиллярной каймы с высоким водонаполнением в корневой зоне сельскохозяйственных культур. Сформированный аналитический подход применим к подобным задачам для пористых сред различной природы и видов функций плотности вероятности распределения пор по размерам и площадям, и в этом он универсален.
Ключевые слова: почва, влагонаполнение, капиллярная кайма, функция плотности вероятности, формула Жюрена.
Сведения об авторах: В. Г. Жуков, доктор технических наук, главный научный сотрудник (е-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.); В. М. Чесноков, кандидат технических наук, старший научный сотрудник; Н. Д. Лукин, доктор технических наук, зам. директора.
Для цитирования: Жуков В. Г., Чесноков В. М., Лукин Н. Д. Расчет наполнения почвы влагой капиллярной каймы вдоль ее высоты // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. №3. С. 85–90. doi: 10.53859/02352451_2022_36_3_85.