Водно-физические константы метрового слоя тяжелосуглинистой светло-каштановой почвы

 

Максимальное количество влаги в почве содержится при полной влагоёмкости. ПВ – состояние увлажнения почвы, когда все её поры – и широкие некапиллярные, и узкие капиллярные, - заполнены водой. После стекания гравитационной влаги (через 1…3 суток) почва приходит в состояние наименьшей влагоёмкости (НВ). В интервале ПВ-НВ на почвенную влагу действуют в основном силы гравитации.

НВ – важнейшая водно-физическая константа, показывающая, какое количество воды данная почва может удержать в себе длительное время и предоставить её растениям. От этой величины начинается отсчёт запасов продуктивной влаги, которая участвует в создании урожая. Преобладающей формой влаги в почве является капиллярная, которая находится в узких (менее 1 мм в диаметре) порах.

По мере высыхания почвы в неё попадает воздух и в капиллярах появляются воздушные пробки. Они разрывают сплошность капилляров, замедляют передвижение влаги по капиллярам и тем самым затрудняют снабжение водой. Наступает состояние замедленного роста растений ВЗР или ВРК (влажность разрыва капилляров). В орошаемом земледелии наступает время полива. С этого момента передвижение воды в почве происходит в основном не в жидком виде по капиллярам, а в виде пара конвекционно-диффузионным путём.

При дальнейшем иссушении, когда будут использованы все запасы легкодоступной влаги, наступает состояние устойчивого завядания растений (ВУЗ) – предел увлажнения почвы, когда формирование урожая прекращается и в почве остаётся только непродуктивная влага. Затем, когда почва иссушается до состояния максимальной гигроскопичности (МГ), в ней остаётся только недоступная растениям влага.

МГ определяется для каждой почвы лабораторным путём и по ней рассчитывается влажность устойчивого завядания по формуле:

Наиболее высокая МГ наблюдается на солонцовых почвах тяжёлого гранулометрического состава и на высокогумусированных чернозёмных почвах, наименьшая – на песчаных почвах.

Дальнейшее иссушение почвы происходит за счёт физических факторов, а после высушивания в термостате при температуре 105°C, она приходит в абсолютно сухое состояние.

Таким образом, беспрепятственное снабжение растений водой и создание их урожая происходит в интервале влажности почвы между НВ и ВУЗ. Чем он шире, тем лучше водоснабжение растений. Для его регулирования используется три группы методов:

1. обеспечивающие исходное увлажнение почвы перед посевом до НВ (все мероприятия по накоплению влаги в почве);

2. увеличивающие НВ (увеличение содержание гумуса в почве, улучшение её структуры, строения и сложения, внесение навоза);

3. уменьшающие ВУЗ (подбор засухоустойчивых культур и сортов сельскохозяйственных культур, например, замена гороха на нут, кукурузы на сорго и т. д.).

 

 

Баланс почвенной влаги

 

Водный баланс – совокупность всех статей прихода-расхода влаги в корнеобитаемом слое почвы (для зерновых культур он составляет 1,0…1,5 м, многолетних трав и подсолнечника – 2,0 м и более). Его можно составить за год, за вегетационный период или иные сроки. Для неорошаемых условий его можно представить таким образом:

 

,

 

где Wt – запас влаги в конце периода, например, после уборки;

W₀ – запас влаги в начале периода, например, перед посевом;

О – количество осадков за изучаемый период, например, вегетационный;

q_гр. – количество воды, поступившей из грунтовых вод при близком их расположении к поверхности, когда капиллярная кайма доходит до корнеобитаемого слоя;

 

 

q_к. – величина конденсации парообразной влаги (для лёгких почв и в приморских районах);

Σn (сумма n) – потери влаги на физическое испарение почвой;

ΣТ – транспирация, то есть расход влаги растениями;

q_и. – потери на инфильтрацию влаги вниз за пределы корнеобитаемого слоя (в условиях промывного режима увлажнения);

q_п. – поверхностный сток и снос снега;

q_с. – расход влаги сорняками.

 

Основная приходная статья в неорошаемых условиях – атмосферные осадки. Не имея возможности их регулировать, необходимо добиваться их более полного усвоения.

Грунтовые воды в наших условиях залегают обычно глубоко и не могут усваиваться растениями. Поступления конденсационной влаги также сравнительно невелики.

В расходных статьях главное внимание следует уделять источникам непродуктивных потерь влаги из почвы и свести их к минимуму.

Так, вблизи г. Саратова в год выпадает 390 мм осадков. Из них продуктивно (на транспирацию) расходуется всего 150 мм, или 38%. Остальная влага, или 62%, теряется совершенно бесполезно. В Нижнем Поволжье непродуктивные потери ещё выше (рис. 11).