Полная версия

Главная arrow Агропромышленность arrow ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Водный режим почвы

Почвенная вода является одной из жизненных основ растений, почвенной микрофлоры и фауны, оказывает огромное влияние на процессы почвообразования. Растения для создания 1 т органического вещества расходуют от 200 до 1500 т воды, с которой в них поступают питательные вещества. Количество воды, необходимое растениям для создания единицы органического вещества за вегетационный период, называется транспирационным коэффициентом.

Содержание воды в почве определяют процессы выветривания и почвообразования, а также формирование почвенного профиля. Интенсивность протекания биологических, химических и физико-химических процессов в почве, передвижение веществ, почвенные режимы зависят от количества и качества воды в почве.

Формы воды в почве.

По характеру связи с твердой фазой почвы и степени подвижности воды различают следующие ее формы в почве: химически связанная, физически связанная, твердая, парообразная, свободная, гравитационная и грунтовая.

Химически связанная вода подразделяется на конституционную и кристаллизационную. Конституционная вода входит в состав минералов в виде гидроксильных групп, а кристаллизационная вода входит в структуру минералов в виде целых молекул, например гипса (CaS04 • 2Н20). Химически связанная вода не участвует в физических процессах, растениям совершенно недоступна, не передвигается, не обладает свойствами растворителя.

Физически связанная или сорбированная вода удерживается на поверхности почвенных частиц силами сорбции и подразделяется на гигроскопическую и пленочную.

Гигроскопическая вода образует на поверхности почвенных частиц слой толщиной в 2...3 молекулы. Эта вода недоступна для растений, так как всасывающая сила корней меньше силы, удерживающей воду на поверхности почвенных частиц.

Пленочная вода располагается сверху слоя гигроскопической влаги, толщина ее пленки составляет несколько десятков молекул воды. Она удерживается молекулярными силами, менее прочно связана с твердой фазой почвы и может частично передвигаться, но растениям малодоступна.

Твердая вода образуется в почве в форме льда при ее промерзании в осенне-зимний период (сезонное промерзание) или сохраняется на определенной глубине в промерзшей толще почвогрунта, не оттаивая даже летом (вечная и многолетняя мерзлота). Твердая вода в почве, способная таять и испаряться, представляет собой потенциальный источник жидкой и парообразной воды.

Парообразная вода содержится в виде водяного пара в почвенном воздухе, нередко насыщая его до 100. При понижении температуры парообразная вода, конденсируясь, может переходить в жидкую.

Свободная (капиллярная) вода передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил, поэтому капиллярная вода заполняет тонкие поры почвы и передвигается по различным направлениям.

Различают капиллярно-подпертую и капиллярно- подвешенную воду. Капиллярно-подпертая поднимается от грунтовых вод на высоту, зависящую от водоподъемной способности почв. Капиллярно-подвешенная вода находится в верхней части почвенного профиля и не связана с грунтовым увлажнением. Капиллярная вода легкодоступна для растений и является основным источником их водного питания.

Гравитационная вода свободно передвигается сверху вниз по крупным некапиллярным промежуткам под влиянием силы тяжести (гравитации). В период нахождения в корнеобитаемом слое гравитационная вода потребляется растениями. Просачиваясь в нижние горизонты, она пополняет грунтовые воды.

Грунтовые воды залегают над водоупорным горизонтом и могут быть источником водного питания растений. Однако при близком залегании они вызывают в северных районах заболачивание, а в южных - засоление почвы.

Водные свойства почвы. Основные водные свойства почвы: водопроницаемость, водоподъемная и испаряющая способность почвы, влагосмкость.

Водопроницаемость — способность почвы пропускать через себя определенное количество воды. С водопроницаемостью связано использование водных ресурсов. При низкой водопроницаемости часть атмосферных осадков или поливной воды может непроизвольно стекать по поверхности, вызывая при этом водную эрозию почвы. Чрезмерно высокая водопроницаемость песчаных почв также приводит к потере продуктивной влаги, которая быстро уходит из корнеобитаемого слоя в глубокие горизонты.

Почвы, обладающие высокой водопроницаемостью, не способны создать хороший запас влаги в корнеобитаемом слое, а характеризующиеся низкой водопроницаемостью переувлажняются, обусловливают стекание воды по поверхности почвы и развитие эрозии или застаивание воды на поверхности и вымокание посевов.

Водоподъемная способность — это свойство почвы обеспечивать восходящее передвижение воды под действием капиллярных сил. Высота и скорость подъема зависят от гранулометрического состава, структуры и пористости почвы (табл. 8). Подъем воды по капиллярам наиболее интенсивен при диаметре пор 0,1...0,003 мм. Высота подъема воды по капиллярам по данным В.А. Ковды колеблется от 0,5...0,8 м (в песчаных почвах) до 3...6 м (в суглинистых и глинистых).

В песчаных почвах вода поднимается невысоко, но достаточно быстро, в глинистых - медленно. При разрывах в капиллярах, что характерно для структурных почв, передвижение капиллярной влаги затруднено. Боронование влажной почвы направлено на сохранение влаги за счет разрыва капилляров в поверхностном слое и снижения (или прекращения) испарения содержащейся в почвенном профиле воды.

8. Водоподъемная способность почв (В.А. Ковда)

Гранулометрический состав

Высота подъема воды, м

Песок крупный

<0,5

Песок средний

0,5-0,8

Супесь

1,0- 1,5

Супесь пылеватая

1,5-2,0

Суглинок средний

2,5-3,0

Суглинок тяжелый

3,0-3,5

Глина тяжелая

4,0-6,0

Лёссы

4,0 - 5,0

Испаряющая способность почвы зависит от гранулометрического состава, физических свойств, крутизны и экспозиции склона, характера растительного покрова, влажности воздуха и др. Глинистые и суглинистые бесструктурные почвы, в которых преобладают капиллярные поры, теряют много воды на испарение. Структурные почвы теряют значительно меньше влаги, что связано с разобщенностью капилляров крупными межагрегатными порами, ослабляющими водоподъемную способность. Испарение влаги возрастает с увеличением скорости ветра, сухости воздуха и его температуры. Южные склоны теряют больше воды, чем северные.

Влагоемкость почвы - способность поглощать и удерживать определенное количество воды. В зависимости от сил, удерживающих воду в почве, и условий ее удержания выделяют следующие виды влагоемкости (рис.6).

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) - наибольшее количество воды, удерживаемое сорбционными силами на поверхности почвенных частиц. Она составляет около 60...70% от МГ.

Максимальная гигроскопическая влагоемкость (МГ) - влажность почвы, соответствующая количеству воды, которое почва может сорбировать (поглощать) из воздуха, полностью насыщенного водяными парами. Ее используют для вычисления влажности завядания: ВЗ = 1,5 МГ. Влажность за- вядания растений (ВЗ) - почвенная влажность, при которой растения проявляют признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, т.е. влажность завядания является нижним пределом, доступности влаги для растений. Вся почвенная влага, меньше влажности завядания, растениям недоступна.

Наименьшая влагоемкость (НВ) или предельная полевая влагоемкость (ППВ) - наибольшее количество капиллярно-подвешенной влаги, которое может удержать почва.

Наименьшая влагоемкость - важнейшая характеристика водных свойств почвы. Она дает представление о наибольшем количестве воды, которое почва способна накопить и длительное время удерживать. При влажности почвы, соответствующей НВ, вся система капиллярных пор заполнена водой, крупные поры воздухом. Поэтому создаются оптимальные условия для влагообеспеченности растений. По мере испарения и потребления воды растениями уменьшается заполнение водой капилляров и ее подвижность, а также доступность воды растениям.

Формы почвенной влаги

Рис.6. Формы почвенной влаги

В диапазоне ВЗ -*• НВ содержится капиллярная (свободная вода). Потребляя эту влагу, растения не только поддерживают свою жизнедеятельность, но и синтезируют органическое вещество. Такую влагу называют продуктивной.

Влажность, соответствующая разрыву сплошности заполнения водой капилляров, называется влажностью разрыва капилляров (ВРК). Эта важная гидрологическая константа почвы, характеризующая нижний предел оптимальной влажности.

Величина, равная разности между наименьшей влагоем- костью и фактической влажностью почвы, называется дефицитом влаги. Оптимальной считается влажность почвы, составляющая 70... 100% наименьшей влагоемкости.

Капиллярная влагоемкостъ (КВ) - наибольшее количество капиллярно-подпертой воды, которое может содержаться в почве над уровнем грунтовых вод. Помимо свойств самой почвы, она зависит от уровня грунтовых вод.

Полная влагоемкостъ (водовместимость) — наибольшее количество воды, которое может вместить почва при полном заполнении всех пор водой. Полная влагоемкость (ПВ) почвы численно равна ее пористости.

Водный режим почвы - совокупность протекающих в почве процессов поступления, передвижения, сохранения и потерь воды. Основная приходная статья водного баланса - осадки, дополнительные - грунтовые воды и поверхностный приток. Расходные статьи водного баланса: физическое испарение воды почвой, транспирация (испарение влаги листьями растений), поверхностный сток и инфильтрация в почвенногрунтовую толщу.

Регулирование водного режима почв достигается различными мелиоративными и агротехническими приемами с учетом конкретных почвенно-климатических условий. Для устранения избыточного увлажнения болотных почв устраивают открытый или закрытый дренаж. Водный режим почв с временным избыточным увлажнением можно улучшить с помощью таких агротехнических приемов, как гребневание, бо- роздование, а также путем создания глубокого пахотного слоя. Гребни увеличивают испарение, а по бороздам происходит сток воды.

В засушливых районах необходимы мероприятия по накоплению влаги и рациональному ее использованию. Для этого применяют снегозадержание с помощью стерни, кулисных растений, валов из снега. Для уменьшения поверхностного стока проводят вспашку поперек склонов, прерывистое бороздование, щелевание, полосное размещение культур, применяют и другие приемы.

В полупустыне и пустыне основной способ улучшения водного режима - орошение.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>