Состав и свойства влаги в почве

Влажность устойчивого увлажнения практически не зависит от выращиваемых растений и приблизительно соответствует количеству связанной воды в почве, то есть сумме прочно — и непрочно связанной воды, или полтора — двум величинам максимальной гигроскопичности. Чем более мелкокомковатая и богатая гумусом почва, тем влажность увядания большая. Влажность устойчивого увядания для почв разного гранулометрического состава в процентах к абсолютно сухой почве по данным гидрометеостанций, приведена ниже:

Гранулометрический состав Влажность устойчивого увядания
Песчаный 0,5-1,5
Супесчаный 1,5-4,0
Легкосуглинистый 3,5-7,0
Среднесуглинистый 5,0-7,0
Тяжелосуглинистый 8,0-12,0
Глинистый 12,0-20,0
Торфиный 40,0-50,0

Продуктивная влага. Для сельскохозяйственного производства главное значение имеет та часть почвенной влаги, которая обеспечивает формирование урожая культурных растений, тоесть превышает влажность устойчивого увядания. Так как растение накапливает массу и формирует продуктивность только за счёт этой влаги, её называют Продуктивной влагой.

Продуктивная влага выражается высотой слоя воды в миллиметрах, что позволяет сопоставить её запасы с расходованием воды (испарения) и её поступлением (осадки, полив), которые также измеряются в миллиметрах.

Влажность замедленного роста растений. Таким образом, нижней границей доступной для растений влаги есть влажность устойчивого увлажнения (В. У), а верхней – наименьшая влагоёмкость (Н. В). Вода, которая находится в этих пределах, составляет диапазон доступной влаги.

Однако в этих пределах не вся вода одинаково доступна для растений. При уменьшении влажности ниже НВ ещё задолго до достижения ВУ растения начинают ощущать явные признаки угнетения, и это сказывается на урожайности. Такой уровень увлажнения получил название Влажности замедленного роста растений. Эта гидрологическая характеристика очень важная для земледелия в условиях орошения, при наступлении которой чаще всего назначают сроки полива. По величине влажность замедленного роста растений близка к влажности разрыва капилляров.

Доступность почвенной влаги для растений зависит в значительной степени от подвижности воды в почве. Так как подвижность почвенной влаги при различных уровнях увлажнения неодинакова, то неодинакова и её доступность для растений. Поэтому по показателям доступности для растений А. А. Роде (1963) выделяет такие категории почвенной влаги.

Легкодоступная влага, которая переходит в избыточную – находится в пределах от полной (ПВ) до наименьшей (НВ) влагоёмкости. В этом интервале растения могут снабжаться влагой беспрепятственно. При приближении к полной влагоёмкости могут создаваться существенные препятствия для поступления в почву воздуха.

Среднедоступная влага – От наименьшей влагоёмкости до влажности разрыва капиллярных связей (ВРК). При снижении влажности до величин, меньше НВ, подвижность влаги заметно падает, но остаётся всё же достаточно высокой, что в сочетании с непрерывным ростом корневых систем создаёт в этом интервале полное обеспечение растений водой.

Труднодоступная влага – от влажности разрыва капиллярных связей (ВРК) до влажности устойчивого увядания (ВУ). При переходе через ВРК подвижность влаги сильно снижается вследствие того, что влага в почве остаётся только в форме плёнок непрочно связанной воды и влагопроводность значительно снижается. Поэтому со снижением влажности от величины ВРК и ниже снабжение растений водой утрудняется. Уровень этого утруднения зависит, естественно, и от условий транспирации. Чем она менее интенсивна, тем меньше страдают растения от утруднения поступления влаги, и наоборот.

При переходе влажности через величину ВРК доступность влаги для растений значительно уменьшается как вследствие уменьшения влагопроводности, так и вследствие уменьшения осмотического давления почвенного раствора и величины сорбционных сил, поэтому растению надо развивать всё большее и большее всасывающее давление.

Следует отметить, что название «труднодоступная» по отношению к этой категории есть условным поскольку степень доступной почвенной влаги в этом интервале влажности заметно возрастает будучи очень низким в её нижней границе (ВУ) и значительным в верхней (ВРК).

Очень труднодоступная – от влажности устойчивого увядания (ВЧ) от максимальной адсорбционной влагоёмкости (МАВ). С дальнейшим обезвоживанием почвы в растении начинают наблюдаться признаки устойчивого завядания, тоесть такие признаки, которые не исчезают и после их переноса в камеру с воздухом, насыченым водяным паром. В то же время и при этой влажности в почве остаётся ещё некоторое количество влаги, доступной для растений, поэтому и при влажности почвы ниже величины ВУ усвоения воды растениями продолжается, хотя и очень медленно.

Недоступная влага – в интервале влажности от максимальной адсорбционной влагоёмкости (МАВ) до нуля. При уменьшении влажности почвы до МАВ поступления почвенной влаги в растения приостанавливается полностью.

7. Испарение влаги

7.1. Испарение и конденсация. Физическая суть.

Молекулы воды находятся в постоянном тепловом движении. Их среднюю квадратичную скорость можно выразить за соотношением (Н. А. Качинский, 1970)

, (1)

Где V2 – скорость, м/сек.; К – константа Больцмана; Т – абсолютная температура; m – масса молекулы воды.

Расчёты по формуле (1) показывают, что в пределах между точками замерзания и кипения средняя квадратичная скорость молекул воды возрастает от 613 до 715 м/сек3.

Пребывая в хаотическом тепловом движении, молекулы воды в пограничном слое вода – атмосфера, двигаются по нормами к поверхности воды со скоростью, которая превышает среднюю, могут прорывать водную плёнку и выскакивать в атмосферу – переходить в пару. Переход вещества из жидкого или твёрдого состоянияв парообразное называется испарением. Так как при испарении воды расходуется скрытая теплота парообразования, и в атмосферу переходят молекулы имеющие наибольшую кинетическую энергию, то испаряющая водная среда снижает соответственно свою температуру. Для поддержания её на определённом уровне необходим приток тепла извне.

Количество тепла, необходимого для преобразования единицы воды в пар при данной температуре, называется теплотой испарения () при этой температуре. Например,

Молекулы пара, которые хаотически двигаются в воздухе, подлетая к поверхности воды, могут попадать в сферу действия сил притяжения её молекул и перейти в жидкость. Этот процесс называется Конденсацией.

Процессы испарения и конденсации протекает одновременно. Если преобладает первый из них, то количество воды уменьшается, а количество пара над ней, увеличивается. Если преобладает второй процесс, то имеет место противоположная картина. Если число молекул, которые оставляют воду за одну секунду, равное количеству молекул, которые возвращаются к ней за то же самое время с пара, то наступает динамическое равновесие: количество воды и пара остаётся неизменным. Пар, находящийся в равновесии с водой, называется насыщенным.

Если пар будет переноситься в окружающее пространство (путём диффузии или под влиянием воздушных потоков), то насыщение и динамическое равновесие не наступит: вода будет всё время испаряться, причём тем интенсивнее, чем быстрее уносятся прочь её пары. Особенно интенсивно идёт испарение в жаркую пору года при сильном ветре.

Количественно испарение характеризуется Скоростью испарения — массой воды, которая испаряется с единицы поверхности за единицу времени. Для практических целей скорость испарения выражается высотой (в миллиметрах) слоя воды, который испаряется в единицу времени. Слой воды высотой в 1 мм, которая испарилась с площади 1 м2, соответствует массе воды в 1 кг или 1 л воды (1 мм воды = 10 м3/га = 10 т/га).

На интенсивность испарения влияет много факторов, в том числе и метеорологических. Главные из них температура испаряющей поверхности, влажность воздуха и ветер.

Помимо испарения существует такое понятие, как Испаряемость, под которым понимают максимальное количество влаги в миллиметрах, которое может в данных метеорологических условиях испарится с водной поверхности или с поверхности переувлажнённой почвы за любой промежуток времени. На Украине испаряемость увеличивается с северо-запада на юго восток, так как в этом направлении увеличиваются тепловые ресурсы и сухость воздуха.

Вода, которая поступила в почву и задержалась в ней, в дальнейшем в дальнейшем расходуется в процессе испарения, которое дифференцируется на испарение Физическое – самой почвой и Транспирационное – растениями в процессе их жизнедеятельности. Испарение физическое плюс транспирационное объединяют в понятие Испарение суммарное или Общее, или эвапотракспирация.

Скорость физического испарения воды с почвы зависит от её влажности и цвета, характера испаряющей поверхности и гранулометрического состава почвы, рельефа и экспозиции склонов и. т.п. С увеличением влажности почвы испарение возрастает. С неровной поверхности (вспаханное поле) испарение происходит интенсивнее, чем с ровной так как увеличивается сама поверхность испарения, и, кроме того, над шероховатой поверхностью сильнее развито турбулентное перемещение паров воды. Песчаные почвы испаряют меньше, чем глинистые, и эта разница тем больше, чем больше частички песка.

Рельеф обуславливает скорость ветра и разницу в температуре почвы. На возвышенностях скорость ветра большая, чем в низинах, в следствие чего испарение большее. Склоны южной экспозиции прогреваются лучше, чем северные, поэтому испарение на южных склонах более интенсивное.

Испарение воды растениями называется транспирацией. Интенсивность транспирации зависит от тех же метеорологических факторов, что и физическое испарение с поверхности почвы.: Температуры и влажности воздуха, скорости ветра. Интенсивность транспирации зависит от вида и сорта, состояния и фазы развития растений.

Коэффициент транспирации – отношение массы воды, которая расходуется на транспирацию, до массы сухого вещества (биологического урожая), за вегетационный и межфазный период. Значение коэффициента транспирации зависит от условий произрастания: в более влажном климате и при значительных дозах удобрения транспирационный коэффициент снижается. Чем лучше условия внешней среды для растений, выше агротехника и выше урожайность, тем меньший коэффициент транспирации (табл. 1).

1. Ориентировочные значения коэффициента транспирации различных культур (А. П. Лосев, Л. Л. Журина, 2001)

Культура Коэффициент транспирации Культура Коэффициент транспирации
Пшеница 450 – 600 Конопля 600 – 800
Овёс 600 – 800 Лён 400 – 500
Рожь 500 – 800 Подсолнечник 500 – 600
Горох 290 – 420 Травы 500 – 700
Гречиха 500 – 600 Картофель 300 – 600
Просо 200 – 250 Овощи 500 – 800
Рис 500 – 800 Ячмень 310 – 770
Кукуруза 250 – 300 Лиственные породы деревьев 400 – 600

7.2. Испарение воды с почвы. Общие представления.

Осадки, которые выпадают на земную поверхность, испаряются как непосредственно с почвы (физическое испарение), так и через растения (транспирация). Вода также испаряется с поверхности растений и других предметов (вода, которая задержалась на их поверхности после выпадения дождя, росы, снега, инея). Все эти виды испарения в гидрологической литературе принято называть Суммарным испарением или Эвапотранспирацией. Агрономов прежде всего интересует физическое испарение, которое составляет наибольшую статью непродуктивных потерь почвенной влаги. Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать именно этот процесс.

Обычно выделяют три характерные стадии испарения воды почвой в процессе её высыхания.

Испарение при достаточном увлажнении поверхности почвы (первая стадия). Наблюдается при насыщении почвы водой почти до полной влагоёмкости. В таком (мокром) состоянии почва испаряет воды столько же, как и открытая водная поверхность, или даже больше при условии, что поверхность почвы характерна неровностями, имеет более тёмный цвет и лучше прогревается. При таком увлажнении почвы приток воды по капиллярам к её поверхности равный испаряющей способности почвы (испаряемости) или превышает её. Свойства почвы при этой стадии увлажнения на испарение воды влияют слабо (кроме её теплоёмкости). Интенсивность испарения определяется исключительно комплексом метеорологических условий, при котором оно происходит.

Испарение при недостаточном увлажнении поверхности почвы (вторая стадия). Когда почва теряет определённое количество воды, скорость движения последней замедляется, и подток воды к испаряющей поверхности уже не компенсирует испарение. Тогда поверхность почвы подсыхает, и фронт испарения (зона преобразования) опускается в глубь. Скорость испарения при этом определяется скоростью притока воды в зону парообразования и в значительно меньшей мере – уменьшением уровня увлажнения верхнего просыхающего слоя почвы. Интенсивность испарения при этом, кроме метеорологических условий, зависит от капиллярной проводимости почвы. С высыханием почвы всё большая часть капилляров выключается с водопроводящей системы. Фронт капиллярной подачи воды опускается. Испарение от капиллярно увлажнённого слоя почвы идёт теперь под поверхностью. Пары воды через просушенный верхний слой почвы в атмосферу проникают диффузно. Так как интенсивность испарения на этой стадии кроме всего зависит от глубины зоны испарения и рыхлости почвы, через которую будут проникать пары воды. Отсюда станет понятным, что интенсивность испарения при постоянных внешних условиях будет явно затухать.

Третья стадия испарения Наступает тогда, когда перемещение влаги в жидком виде приостанавливается. Почва постепенно просыхает сверху вниз, отдавая влагу диффузно в форме пара. Скорость испарения при третьей стадии значительно ниже, чем при второй и беспрерывно падает.

Естественно, в природных условиях чёткой границы между этими стадиями испарения нет. Каждая последующая стадия зарождается в пределах предыдущей и какое то время они идут параллельно. При этом первая постепенно затухает, вторая нарастает.

7.3. Механизмы движения воды в почве при испарении.

При физическом испарении вода в жидком или парообразном состоянии должна переместится из средины почвы к её поверхности и перейти в атмосферу. Отсюда скорость передвижения воды в почве в значительной мере будет определять интенсивность испарения. Поэтому изучению механизмов движения воды в почве посвящено много исследований. Ведь глубокие познания этих процессов может помочь правильному применению водного режима почв.

Исследования показали, что при испарении подвешенной влаги в почве (такое увлажнение чаще всего наблюдается в природных условиях) имеет место два основных механизма перемещения почвенной влаги при испарении: капиллярный и диффузный.

Капиллярный механизм. Вода по капиллярам в жидком виде подымается к испаряющей поверхности где и испаряется. Величина испарения зависит от скорости подтока воды по капиллярам к испаряющей поверхности, что в свою очередь зависит от капиллярной проводимости почвы. Поэтому для уменьшения испарения старались рыхлением почвы уменьшить количество капиллярных пор.

Исследования М. М. Абрамовой (1948, 1963) в модельных опытах показали, что подвешенная влага действительно перемещается к испаряющей поверхности со всей промоченной толщи, что свидетельствует о её сплошности. Однако в процессе испарения наступает момент, когда движение влаги в зону испарения приостанавливается, и тогда испарение происходит внутри почвы, а удаление влаги из почвы происходит путём выноса пары. Такой уровень влажности М. М. Абрамова назвала влажностью разрыва капилляров (ВРК). Влажность разрыва капилляров – это такая влажность, при которой сплошное заполнение капилляров нарушается, влага резко теряет свою подвижность и уже не может в достаточном количестве перемещаться в зону потребления.

Знание величины ВРК представляет большой теоретический и практический интерес. Обычно его принимают за какую то долю наименьшей влагоёмкости, чаще всего 60 -70 % НВ. Но, как показали наши исследования (В. П. Гордієнко, 1995; В. П. Гордієнко, Костогрыз, 1991) определённая таким образом ВРК будет очень приблизительной, так как доля ВРК от НВ значительно изменится в зависимости от плотности и структурного состояния почвы.

Диффузный механизм. После подсыхания почвы до ВРК начинает преобладать внутрипочвенное испарение. Вода испаряется в пустоты между почвенными частичками и оттуда виде пара в следствии диффузии переходит в атмосферу. Величина испарения на этой стадии зависит от скорости удаления паров воды из почвы, что в свою очередь зависит от рыхлости почвы. В таком случае рыхление уже не будет способствовать сохранению почвенной влаги, а наоборот. Здесь полезно прикатывание избыточно рыхлой почвы.

Таким образом мы видим, что при испарении действует в зависимости от увлажнения почвы два механизма передвижения почвенной влаги: капиллярный и диффузный. В зависимости от механизмов движения для сохранения влаги необходимо применять два противоположных приёма обработки почвы: рыхление или уплотнение.

Такова в упрощённом виде схема испарения почвенной влаги. В действительности всё намного сложнее. Разрыв капиллярных связей совершается не в одно мгновение. Сначала прекращается движение влаги по более крупным порам, а затем по всё более мелким. Так как в почве всегда есть поры, свободные от воды, то передвижение влаги в парообразном виде идёт ещё задолго то ВРК, тоесть оба механизма действуют какое-то время параллельно. Поэтому верхний слой почвы следует содержать в таком состоянии, что бы он тормозил передвижение влаги как в жидком так и парообразном виде. Чаще всего такие условия складываются при чередовании в нём рыхлых и уплотнённых прослоек.

7.4. Пути уменьшения испарения почвенной влаги.

Так как физическое испарение является основной статьёй непродуктивной потери почвенной влаги, то на его снижение были направлены исследования многих учёных. На это направлены и усилия земледелов. Но и оказалось, что этот вопрос очень сложный. Сложность заключается в том, что интенсивность испарения зависит от многих факторов, которые действуют как самостоятельно, так и во взаимодействии.

Для ознакомления с результатами экспериментальных исследований мы отошлём читателя к специальной литературе (В. П. Гордієнко, 2008), так как каждый опыт следует рассматривать отдельно в зависимости от методики и условий его проведения, а значит и к условиям результатов его применения. В заключении раздела остановимся только на некоторых аспектах вопроса.

Наши исследования (Гордиенко В. П., 1982) по зависимости испарения от плотности почвы показали, что величина испарения с почвы при постоянном режиме высушивания есть результатом сложного динамического взаимодействия её плотности и влажности: разница во влажности, которая возникает из-за неодинакового испарения при различной плотности почвы, постоянно ограничивается и стремится к сокращению, так как с более влажной почвы вода испаряется интенсивнее. Отсюда в процессе испарения образцов почвы различной плотности фактор влажности всё время стремится выравнивать влажность почвы путём замедления или ускорения испарения. Суммарный эффект будет зависеть от того, насколько влияние плотности будет преобладать над влиянием влажности.

Неоднозначно влияет на интенсивность испарения сухой верхний слой почвы (мульга). Он способствует накоплению влаги там, где выпадают частые, но ни интенсивные осадки; роль его снижается, если преобладают редкие, но сильные ливни.

Рассел (К. А. Блэк, 1973) определял испарение за 9 часов из почвенных колонок с исходной наименьшей влагоёмкостью и установил, что если испарение обнажённой открытой почвы (0,48 см) принять за 100 %, то относительные потери воды составляют из затенённой почвы 64 %, из затенённой и защищённой от ветра картонным цилиндром, который обеспечивал неподвижность воздуха, высотой 23 см над почвой, — 47 %, с почвы мульчированной 9 т/га соломы, которая лежала слоем толщиной 3,8 см, — 27 % и с почвы, мульчированной слоем комковатой почвы толщиной 3,8 см, — 9 %. Таким образом, поверхностный слой сухой почвы эффективнее снижал испарение, чем слой органической мульчированной толщины. Это объясняется меньшей диффузией водяной пары через сухую почву, чем через солому.

Рассел установил также, что ценность органической мульчи в борьбе с испарением наибольшая там, где поверхность почвы была влажной, но эта ценность быстро исчезает с высыханием поверхности почвы.

Подводя итоги обзора опытов по испарению, можно сделать следующие выводы. Проведённые исследования объясняют какой-то конкретный случай. Над созданием надёжной системы сохранение влаги необходимо много работать. Но и исходя из уже известных сведений можно утверждать, что замедлить испарение можно, хотя полностью остановить это физическое явление невозможно, как невозможно остановить тепловое движение молекул воды и полностью закупорить почву, на которой произрастают растения. При построении стратегии влагосохранения, по нашему мнению, следует исходить из задач, в каких слоях почвы и на какое время прежде всего необходимо как больше сохранить влаги: на время сева в верхних слоях, или на период будущей вегетации растений в более глубоких слоях. В первом случае необходима использовать приёмы, которые уменьшают испарение, но действие их будет кратковременным. Во втором случае следует как можно быстрее иссушить верхний слой почвы на определённую глубину и уменьшить его паропроводность, чтобы как можно дольше сберечь влагу в глубоких слоях, а пересохший верхний слой в своё время увлажнить за счёт осадков.

8. Водный режим почвы и приёмы его регулирования

1. Водный режим и водный баланс почвы.

Водный режим почвы называют всю совокупность явлений поступления влаги в почву, её перемещения, удержания и расходования с почвы. Количественно его выражают через Водный баланс, который характеризует поступление влаги в почву и её расходование.

Общее уравнение водного баланса выражается формулой 1:

Вн+Вос+ Вг+ Вк+ Впр+ Вс = Еисп+ Ет + Ви+ Впс+ Вбвс+ Вк, (1)

Где Вн – запас влаги в почве в начале исследований; Вос – сумма осадков за весь период наблюдений; Вг – количество влаги, которое поступаетс грунтовых вод; Вк – Количество влаги, которое конденсируется с паров воды; Впр – количество влаги, которое поступает вследствие поверхностного притока воды; Вс – количество влаги, которое поступает со стороны почвенных и подгрунтовых вод; Еисп – количество влаги, которое испаряется с поверхности почвы за весь период наблюдения, физическое испарение; Ет — количество влаги, которое расходуется на транспирацию (десукцию); Ви – влага, которая инфильтруется в почвенную толщу; Впс – количество воды, которая теряется в следствие поверхностного стока; Вбвс – влага, которая тратится при боковом внутрипочвенном стоке; Вк – запас влаги в почве на конец периода наблюдений.

Естественно, что в том или ином конкретном случае не все статьи водного баланса имеют место, а некоторые из них могут играть мизерную роль и ими можно пренебречь. Тогда уравнение водного баланса упрощается.

Главным источником влаги в почве являются атмосферные осадки. На Украине наибольше их выпадает в западных областях, в направлении на юг и юго-восток количество осадков уменьшается. Среднегодовое количество осадков на Полесье 580 – 620 мм, в Лесостепи 450 – 550, в северной Степи около 450, в южной Степи 350, в Прикарпатье 650 – 800 мм.

Водный режим значительно зависит от водно-физических свойств почвы. Так, максимально возможные запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы Полесья колеблется в пределах от 200 – 220 в илисто-песчаных и легкосуглинистых и до 68 – 105 мм в песчаных, в Лесостепи в серых лесных и чернозёмных почвах – от 180 до 200 мм, в Степи в чернозёмах обыкновенных и южных – 150 – 175 мм, в каштановых почвах – 120 – 150 мм.

Обеспеченность растений влагой зависит не только от количества атмосферных осадков, но и от количества влаги, которое может испарится с почвой. Поэтому характер водного режима определяется соотношением между количеством осадков и испаряемостью (наибольшим количеством влаги, которое может испарится с открытой водной поверхности или с поверхности по состоянию переувлажнённой почвы при данных климатических условиях за определённый промежуток времени).

Испарение с открытой водной поверхности по всей территории Украины в холодную пору года составляет от 75 до 100 мм, в тёплую – в северо-западной части – около 400 мм, в направлении на юг испарение увеличивается и достигает 1000 мм в районах нижнего течения Днепра и степного Крыма.

Отношение годовой суммы осадков к годовой испаряемости называют коэффициентом увлажнения (КУ). Его можно определить по формуле Иванова.

КУ= Ем= 0,0018 (25 + T)2 (100 – а), (2,3)

Где Р – сумма осадков за год, мм; Е – годовая испаряемость, которая равна сумме месячных испаряемостей (), мм; Ем – месячная испаряемость, мм; T – среднемесячная температура воздуха ˚С; А – среднемесячная относительная влажность воздуха, %.

По КУ определяют уровень увлажнения зоны. Если КУ > 1, то это зона достаточного увлажнения, КУ = 1 – зона неустойчивого увлажнения, КУ < 1 – зона недостаточного увлажнения.

Степень влагообеспеченности территории по отдельным периодам года можно оценить по гидротермическому коэффициенту (ГТК), предложенному метеорологом Селяниновым, который вычисляется по формуле:

(4)

Где – сумма осадков за вегетационный период, мм; – сумма активных температур (выше 10˚С) за этот же период, градусов.

Величина ГТК за июль – август выше 1,6 характерна для чрезмерно увлажнённой зоны; 1,6-1,3 – лесной хорошо увлажнённой, 1,3-1,0 – Лесостепи (недостаточное увлажнение), 1,0-0,7 – Степи (очень засушливая зона), 0,4 и меньше – для полупустынь и пустынь.

8.2. Регулирование водного режима почвы

Оптимальный водный режим почвы для большинства сельскохозяйственных культур в периоде складывается очень редко. Чаще всего осадков, или их избыточное количество, при этом как в целом за год, так и в отдельные периоды года. Поэтому земледелам приходится тратить много усилий для оптимизации водного режима почв. Этот вопрос настолько многогранный и на его решение применяется так много приёмов, что для их описания надо было бы писать отдельную книгу. В предыдущих разделах мы осветили вопросы поведения воды в почве и, надеемся, подвели читателя к пониманию выбора приёмов регулирования водного режима почвы. В данном подразделе ограничимся только перечислением отдельных приёмов или групп приёмов, направленных на достижение поставленной цели.

8.2.1. Приёмы борьбы с засухой

Различают почвенную и атмосферную засухи.

Почвенная засуха – это иссушение корнеобитаемого слоя почвы, которое происходит вследствие продолжительного отсутствия осадков, преимущественно в сочетании с высокой испаряемостью. При этом резко снижается продуктивность растений.

Атмосферная засуха (суховеи) – это метеорологическое явление, которое характеризуется низкой относительной влажностью воздуха, высокой температурой приземного воздуха и ветром, который иногда достигает большой скорости (свыше 10 м/сек). Это вызывает большое испарение растениями влаги, нарушение их водного баланса, повреждение отдельных органов, снижение урожая, а иногда и гибель посевов. Суховеи возможны и при хорошем увлажнении почвы. Однако продолжительные суховеи ведут к иссушению почвы и растения при этом терпят от совместного действия атмосферной и почвенной засухи.

Приёмы борьбы с засухой объединяют в такие группы:

— задержание талых и дождевых вод;

— увеличение водопроницаемости почвы;

— сохранение и рациональное использование почвенной влаги;

— орошение.

Для полного впитывания снеговых и дождевых вод необходимо обеспечить хорошую водопроницаемость почвы и создать препятствия для задержания воды, стекающей по поверхности почвы. Повышению водопроницаемости способствуют приёмы улучшающие структуру почвы, внесения органических удобрений, известкование, гипсование, глубокая обработка, щелевание, а задержанию воды – гребневая вспашка поперёк склона, бороздование, лукование, щелевание почвы, полосные и буферные посевы.

Сохранению почвенной влаги способствуют прежде всего правильная обработка почвы с учётом механизмов её движения при испарении, а так же факторы, которые уменьшают скорость ветра и повышают влажность воздуха. В этом плане большое значение имеют лесонасаждения, водоёмы, мульчирование почвы, уничтожение сорняков.

Приёмы по рациональному использованию влаги направляют на более продуктивное её использование культурными растениями. К ним принадлежат подбор культур, сортов и гибридов соответственно конкретным климатическим условиям, сроки и способы сева и плотность посевов, своевременное формирование густоты насаждения, структура посевных площадей и обеспечение культур лучшими предшественниками, уход за посевами, внесение удобрений и обеспечение культур другими факторами и условиями жизни.

8.2.2. Приёмы борьбы с переувлажнением почвы

На значительной территории Украины, особенно в северо-западных районах, преобладает промывной водный режим почвы. При медленном просачивании грунтовых вод в подгрунтовые или при наличии слоёв почвы с низкой водопроницаемостью наблюдается временное чрезмерное увлажнение, а в некоторых районах почвы переувлажнены постоянно. В низинах подгрунтовые воды залегают близко к поверхности, вызывая заболачивание.

Из-за чрезмерного увлажнения в почве не хватает воздуха, что ухудшает условия для аэробных биологических процессов, приводит к образованию вредных для растений закисных соединений. В местах с повышенной влажностью посевы вымокают, вылегают, больше поражаются болезнями. Переувлажнённая почва сильнее уплотняется, плохо прогревается, весной весной позже наступает её физическая спелость, что ведёт к запаздыванию с севом. При высыхании такой почвы образуется плотная корка, что затрудняет газообмен и появление всходов.

Основными приёмами регулирования водного режима при переувлажнении есть мелиоративные, в частности осушения заболоченных земель. Для этого создают осушительную сеть, которая включает открытые осушительные каналы или траншейные дрены и дренаж с гончарных труб (закрытый дренаж). Открытые осушительные каналы рассчитаны на приём вод, которые стекают с поверхности почвы, а также бокового внутри почвенного стока. Закрытый дренаж принимает и отводит воду, которая фильтруется через пахотный слой или толщу почвы и подпочвы. Лучшим способом осушения есть закрытый дренаж. Такая дренажная сеть не уменьшаimg src=»https://chitalky.ru/wp-content/uploads/2012/02/wpid-image045_6.gif» width=»18″ height=»23″ class=»»/ет площадь пахотной земли и в отличие от открытых осушительных каналов не затрудняет полевые работы.

Однако нельзя сводить регулирование водного режима в этой зоне только до отведения излишнего количества воды. Бывают случаи, особенно на почвах с низкой влагоёмкостью, когда через 20 – 40 дней после таяния снега и начала весенних полевых работ возникает острый недостаток влаги в корнеобитаемом слое почвы. Поэтому необходимо применить комбинированные осушительные системы двостороннего действия. Такие системы состоят с открытой сети каналов с гидротехническими сооружениями и закрытого, преимущественного кротового, дренажа.

Простым и одновременно эффективным способом регулирования водно-воздушного режима есть предупредительное увлажнение, тоесть замедления стекания воды с осушаемой площади своевременным перекрытием шлюзов-регуляторов. Для этого весной после снижения уровня подгрунтовых вод до оптимального для той или иной культуры (примерно до уровня средних для увлажнения месяцев) на средине участка (между каналами) закрывают шлюзы – регуляторы и воду задерживают в каналах.

Задерживать воду необходимо постоянно, открывая отворы шлюзов-регуляторов только тогда, когда уровень грунтовых вод (после больших дождей) превышает средний. Однако при длительных засухах такое увлажнение может быть недостаточным и приходится проводить поливы.

С агротехнических приёмов для борьбы с переувлажнением применяют специальные приёмы обработки почвы и сева: кротование, узкозагонная вспашка с направлением борозд под углом уклону, гребневой сев, планирование поверхности поля, ликвидация микро-и макропонижений – очагов длительного застоя весенних и дождевых вод, щелевание на посевах озимых культур и многолетних трав.

 

Оцените статью
Adblock
detector