Почвенная влага, ее испарение, измерения

Почвенная влага – важнейший фактор роста и развития расте­ний. Поглощенная корнями, она несет с собой минеральные вещества, поддерживает тургор, идет на по­строение органических соединений.

 

Поэтому ее наличие во всем корнеобитаемом слое контролируется в течение всего веге­тационного периода. Осуществляется это прямыми и косвенными методами. Первыми количество воды определяется непосредственно. Косвенными оно определяется за счет изменения тех пли иных физических свойств почвы, связанных со степенью ее увлажнения.

Прямым, ставшим уже классическим методом полевых опре­делений является термостатно-весовой. Почвенным буром АМ-16 в этом случае почва отбирается через каждые 10 см до глубины 50 или 100 см в четырехкрат­ном повторности. Из нижней трети бурового стакана каждого слоя почвенный образец помещается в алюминиевый стаканчик и закрывается крышкой. После отбора стаканчики с почвой с точностью до 0,1 г взвешиваются. Каждый из них уже имеет номер, известную массу в пустом виде и записан в специальном журнале.

После взвешивания стаканчики с открытыми крышками помещаются в термостат и при температуре 100-105 °С сушатся до тех пор, пока их масса при следующем взвешивании не будет отличаться от предыдущего не более чем на 0,1 г. Обычно продолжительность сушки супесчаных почв составляет 6-7, суглинистых – 7-8 часов. Результаты взве­шивания записываются, а затем по разности масс влажной и сухой почвы вычисляется ее влажность:

W = (m1 – m2): m2 х 100, %,

где W – влажность почвы в процентах от сухой навески почвы;

m1 – масса образца почвы до просушивания, г;

m2 – масса образца почвы после просушивания, г.

Между абсолютным содержанием воды в почве (мм) и ее влажностью, выраженной в относительных единицах (%), существует зависимость:

H = 0,1Wdh,

где Н – абсолютное содержание воды в почве, мм;

d – объемная масса сухой почвы, г/см³;

h – толщина слоя почвы, для которой вычисляется запас воды, см.

Не вся почвенная влага усваивается растениями. Та ее часть, которая используется, называется продуктивной. Количество продуктивной влаги определяется по формуле:

Wпр = 0,1dh (w – K),

где Wпр – запас продуктивной влаги, мм;

d – объемная масса абсолютно сухой почвы. г/см³;

h – толщина слоя почвы, см;

w – влажность в процентах от абсолютно сухой почвы;

K – влажность устойчивого завядания в процентах от абсолютно сухой почвы.

Продуктивная влага корнеобитаемого слоя, слоя 0-100 см и более определяется как сумма запасов влаги в 10-ти сантиметровых слоях почвы:

Сумма Wпр = W(0-10) + W(10-20) + W(20-30) + и т.д.

 

Испарение –переход жидкого вещества в газообразное. Скорость испарения вы­ражается высотой слоя воды (мм), испарившейся в единицу вре­мени. Слой воды высотой 1 мм, испарившийся с площади 1 м², соответствует массе воды 1 кг. Интен­сивность испарения зависит от многих факторов, а в первую оче­редь от температуры испаряющей поверхности, насыще­нности воздуха водяным паром и скорости ветра.

Испарение воды растениями называется транспирацией. Коли­чество воды, необходимое растениям для образования одной еди­ницы массы сухого вещества – коэффициент транс­пирации (табл. 6.1). Он зависит от вида и сорта растения, состояния и фазы его развития, окружающей среды (температуры и влаж­ности воздуха, почвы и др.).

Таблица 6.1 – Ориентировочные значения транспирационных коэффициентов различных культур (А.П. Лосев, 1994)

Культура	Коэффициент транс­пирации	Культура	Коэффициент транс­пирации
Пшеница	450—600	Конопля	600—800
Овес	600—800	Лен	400—500
Рожь	500—800	Подсолнечник	500—600
Кукуруза	250—300	Травы	500—700
Гречиха	500—600	Картофель	300—600
Просо	200—250	Овощи	500—800

 

Испарение из почвы определяется почвенными ис­парителями. В зависимости от назначения они имеют разную кон­струкцию. Наиболее распространен п очвенный испаритель ГГИ-500-50 (рис. 6.1). Он состоит из внутреннего цилиндра (1), внешнего цилиндра-гнезда (2), водосборного сосуда (7) и двух ручек (4) для переноски испарителя. Почвенный монолит помещают в цилиндр (1). В комплект испарителя входят весы, подъемное устройство и почвенный дождемер.

Испарение вычисляют по формуле Е = 20(g₁-g₂) – m + r,

где E - испарившийся слой воды между двумя взвешиваниями, мм; 20- множитель для перевода количества испарившейся воды из килограммов в миллиметры; g₁ и g₂ – масса монолита соответственно в предыдущий и те­кущий сроки измерений, кг; m – количество воды, просочив­шейся в водосборный сосуд, мм; r – количество выпавших осадков за время между взвешиваниями, мм.

 

Рисунок 6.1 – Почвенный испаритель ГГИ-500-50 (по М.Д. Павловой, 1974)

 

 

Задачи.

1. Определить влажность почвы в процентах по данным таблицы

Глубина взятия проб, см	Номер бюкса	Масса бюкса с влажной почвой, г	Масса бюкса с почвой после высушивания, г	Масса тары (бюкса), г
0-10				27,4
10-20		62,5		29,8
20-30		67,6	63,5	28,6
30-40				29,5
40-50				27,6
50-60				28,7
60-70				29,7
70-80				27,9
80-90				26,7
90-100				27,5

 

2. Вычислить запасы продуктивной влаги в слое почвы 0-50 см, если ее влажность равна 26 %, коэффициент завядания 11,5 %, объемная масса почвы 1,2 г/см³.

3. Вычислить коэффициент завядания слоя почвы 0-20 см, если ее объемная масса 1,1 г/см³, влажность почвы 32 %, запасы продуктивной влаги 44 мм.

 

Контрольные вопросы

1. Что называется влажностью почвы, в каких единицах она выражается?

2. Какую подготовительную работу следует провести для опре­деления влажности почвы на заданном поле?

3. Написать формулу для расчета влажности почвы термостат­но-весовым методом.

4. Как перевести относительную влажность почвы в продуктив­ную влагу для данного слоя почвы?

5. Какие агрометеорологические константы используются в этих расчетах?

6. Для какой цели определяют влажность почвы и проводят расчет продуктивной влаги