Навигация
Главная
 
Главная arrow География arrow Земледелие - Гудзь ОП
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая

123 Водный режим почвы и его регулирование

Грунтовая вода имеет большое значение как для жизнедеятельности растений и микроорганизмов, так и для многих физических и химических процессов в почве В растительном организме ее содержится 75-90% С поступлением и движением воды в растении связаны все ее жизненные процессы При наличии воды, воздуха и тепла семена растений набухают и прорастают, растут ткани, поступают в растение и перемещают в ней питательные элемент и, происходит фотосинтез и образуются новые органические веществини.

В жаркую погоду вода предотвращает гибель растений Перемещаясь через растение, она охлаждает и повышает устойчивость ее против высоких температур Вода поддерживает тургор клеток, размещает по отдельным ее органах продукты ассимиляции С помощью воды происходит корневое питание растений Она регулирует рост и развитие растений Недостаток ее приводит к недобору урожая, вызывает угнетение, а иногда и гибель рус линь Однако и избыток воды также негативно влияет на большинство сельскохозяйственных растений, за исключением риса и других вологолюбиолюбів.

Растениям вода нужна от посева семян и до окончания формирования урожая Использовать воду растение начинает от набухания семян Количество ее для нормального прорастания неодинакова для разных сельскохозяйственных культур (табл. 1 1).

Однако суммарный расход влаги для прорастания семян незначительная Как видно из приведенных данных, уже на первых этапах жизни растения разных видов тратят неодинаковое количество воды Аналогичное наблюдается ся и в последующие периоды их жизни Период наибольшей потребности растений в воде, когда недостаток ее резко снижает урожайность, называют критическим В озимых и яровых зерновых колосовых этот период приходится на выход в трубку - колошения, кукурузы - цветение - молочная спелость, зернобобовых и гречихи - цветение, подсолнечника - образование корзины, картофеля - цветения - клубнеобразованиемення.


Общие затраты влаги на создание единицы сухих веществ растений называют Транспирацийний коэффициент, который значительно зависит от вида и биологических особенностей растений, а также от условий выращивания культуры (табл. 2).

Приведенные в таблице данные свидетельствуют, что Транспирацийний коэффициент имеет лишь относительное значение для сравнения потребности во влаге разных культур Величина его зависит не только от вида растений, но и от эколог логических условий, в которых растения выращиваются, т.е. от грунтовых и метеорологических условий Испарение напрямую зависит от величины относительной влажности воздуха, которая связана с количеством водяного па ры в воздухе и температурой Поэтому при сухой погоде Транспирацийний коэффициент повышается, при влажной, наоборот, снижается В общем комплексе метеорологических условий на величину Транспирацийний кое эффициент влияют, кроме относительной влажности воздуха, ветер и солнечный свет Установлено, что на солнечном свете растения транспирують более энергично, в связи с чем растения, растущие по краям поля, испаряют большее количество воды, чем те, которые находятся внутри пол поля.

С грунтовых условий, влияющих на транспирацию, большое значение имеет обеспеченность растений элементами питания Внесение удобрений обеспечивает более рациональное использование запасов почвенной влаги Так, у опытах академика Д М Прянишникова Транспирацийний коэффициент овса, выращенного в вегетационных сосудах, составляетить:

При влажности почвы,% от ПВ (полной влагоемкости)

Без удобрений

На фоне полного удобрения

40

402

334

60

483

372

80

505

409

Таблица 1

Количество воды, необходимой для прорастания семян различных культур

% от их массы

Культура

Количество воды

Пшеница

48-59

Рожь

64-78

Ячмень

58-60

Овес

76-85

Кукуруза

25-35

Просо

25-27

Горох

110-115

Люпин

130-143

Вика

130-142

Лен

100-105

Конопля

70-74

Сахарная свекла

115-121

Клевер

140-145


Таблица 2

Транспирацийний коэффициент различных сельскохозяйственных культур

Растение

Транспирацийний коэффициент

Пшеница

400-550

Ячмень

360-480

Овес

350-400

Кукуруза, сорго, просо

240-350

Сахарная свекла

500-600

Лен

400-450

Люцерна

600-800

Горох

350-400

Клевер красный

600-750

Картофель

500-550

Более рациональное использование воды культурными растениями при одновременном обеспечении их достаточным количеством элементов питания (и другими факторами жизни) имеет важное производственное значение Это подтверждения джуе одна из основных тезисов научного земледелия, согласно которой максимальная эффективность любого фактора и агротехнического мероприятия наблюдается только при оптимальном обеспечении растений других же иттевимы условиями.

Транспирацийний коэффициент заметно меняется для одной и той же растения в пределах разных сортов и разновидностей Однако величина Транспирацийний коэффициент характеризует лишь одну сторону в использовании ни воды растениями - расход воды Но водный баланс предполагает и поступление ее Растение, имеющая иногда высокий Транспирацийний коэффициент, может, по сравнению с растением, у которой этот показатель ниже, иметь большее количество воды Это характерно для растений с глубокой корневой системой, которая способна впитывать воду из глубоких слоев почвы Так, в частности, люцерна имеет высокий Транспирацийний коэффициент, но может сут ре развиваться и в условиях засухи в связи с тем, что имеет мощную корневую систему, которая впитывает воду большого объема грунтрунту.

Способность овсюга подавлять овес, особенно в засушливые годы, в значительной степени обусловлена ??медленным развитием корневой системы последнего Более поздние культуры, развивающихся во второй половине лета, - кукуруза, сорго, суданская трава - имеют особо глубокую корневую систему С помощью нее они используют в течение первой половины лета влагу из глубоких слоев почвы, сильнее высушивают их чем ранние культуры, а во второй половине лета они используют почвенную влагу осадков в засушливой зоне все меры, позволяющие растениям быстрее развить корневую систему и проникнуть в глубь ину (глубокая вспашка, ранний сев и др.), обеспечивают растения водой из более глубоких слоев грунтунту.

Недостаточное количество воды в почве вызывает временное или длительное увядание растений При значительной нехватке воды в листьях нарушается биохимическая деятельность растений Прежде всего происходит гидролиз углевод дев с образованием сахарозы и разложение белков результате таких биохимических процессов растения теряют способность к фотосинтезезу.

Влажность почвы на полях, занятых культурными растениями, снижается не только за счет транспирации растений, но и вследствие испарения воды с поверхности почвы Особенно заметна потеря воды через випа аровування с поверхности почвы наблюдается в начале вегетации, когда молодые растения транспирують ограниченное количество влажни.

Сельскохозяйственные культуры могут страдать не только от недостатка, но и от избытка влаги в почве Переувлажнение почвы приводит недостаток кислорода, необходимого в почвенном воздухе для нормального функ кционування корневой системы растений Кроме того, происходит угнетение жизнедеятельности аэробных бактерий, де-нитрофикация нитратов и ретраграция фосфатов Длительное застой воды в блюдцах вызывает вымокания озимых культатур.

Обеспеченность культурных растений влагой в разных районах зависит не только от количества осадков, но и от величины испарения воды из почвы Эта величины зависит в значительной степени от температуры воздуха я и почвы Г Т Селянинов предложил формулу для определения обеспеченности осадкамиами:

гдеА - сумма осадков за вегетационный период или часть его, мм;

- сумма активных (выше 10 ° С) температур за тот же период, градусов;

10 - коэффициент Этот показатель гидротермическим коэффициентом (ГТК), который показывает отношение суммы осадков за вегетационный период (положительные температуры больше 10 ° С) в мм до 0,1 суммы температур за это периодомд.

Соответствующие показатели величины Р уровне: при 0,5 - очень сухо, при 1 - засушливо, при 1,5 - влажно, при 2 - избыточное увлажнение

Большое значение для формирования урожая культурных растений имеет распределение осадков во времени Сумма осадков за весну и первую половину лета, то есть за период, в течение которого культурным растениям особенно нужна вол лога, достаточно ограниченоа.

Установлено, что величина Транспирацийний коэффициента зависит от осмотического давления почвенного раствора и от структуры почвы С уменьшением пылевых частиц в почве величина Транспирацийний коефицие ента уменьшается При улучшении структуры почвы усиливается жизнедеятельность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество, повышается содержание минеральных веществ в почвенном растворе, а это сб ильшуе осмотическое давление почвенного раствора, в результате чего снижается Транспирацийний коэффициент в рослиин.

Кроме погодных условий, решающее значение для обеспечения культурных растений водой имеют физические свойства почвы, в частности его строение, плотность, гранулометрический состав и характер поверхности Они опреде ачають не только общий запас воды, но и подвижность и скорость перемещения ее в почве (табл. 33).

Влияние гранулометрического состава, в частности, проявляется в том, что песчаные почвы высыхают быстрее, теряют воду из-за испарения Такие почвы содержат меньше воды, чем суглинистые и глинистые Однако н недоступна количество влаги для растений в песчаных грунтах минимальная сравнению с суглинков и глинистыми Благодаря этому на песчаных и супесчаных почвах растения легче переносят засухуху.

На содержание в почве воды заметно влияет форма испарительных поверхности Чем она ровнее, тем меньше испаряется влаги

Таблица 3

Зависимость водоподъемной способности почв от гранулометрического состава

(по данным В А Ковда)

Ганулометричний состав

водоподъемного способность, м

Крупный песок

0,5

Средний песок

0,5-0,8

Супесь

1,0-1,5

пылеватые супесь

1,5-2,0

Суглинок средний

2,5-3,0

Суглинок тяжелый

3,0-3,5

Глина тяжелая

4,0-6,0

Леси

4,0-5,0

Гребениста поверхность, образовавшуюся после вспашки, обусловливает значительную потерю почвенной влаги Испарение воды особенно усиливается на почвах с гребенистою и брилистою поверхностью под действием силы ветра

Содержание воды в почве зависит также от экспозиции земельного участка Установлено, что если крутизна склона составляет 15 °, а величина выпаренной влаги с южного склона - 100%, тогда на восточном склоне вып испарения уменьшится до 86%, на западном - до 84, а на северном - даже до 70%.

На содержание влаги в почве заметно влияет рельеф На возвышенных местах влага испаряется интенсивнее, чем на пониженных, поскольку в первом случае происходит более усиленная циркуляция атмосферного воздухя.

Водный режим почвы - это совокупность явлений поступления воды в почве, ее перемещения, хранения, изменений физического состояния и расхода из почвы

Одним из факторов водного режима культурных растений в разных зонах есть состав местной флоры Здесь следует иметь в виду положительное влияние леса, находящегося вблизи полей Он задерживает вешние воды и ливневые осадки, снег на полях и способствует медленному его таянию, уменьшает интенсивность эрозии, повышает содержание водяного пара в атмосферном воздухе, уменьшает транспирацию культурных растений и испарения с пол ерхни грунтту.

Количественное поступление воды в почву и ее издержки представляют собой водный баланс, а количеством выраженные элементы водного режима является, соответственно, элементами водного баланса Он является итогом, который вычисляет началь тков и конечные запасы влаги в почве и все источники поступления и расходов влаги в почве за определенный пед.

Баланс воды в корнеобитаемом слое определяется климатическими и погодными условиями, свойствами почвы и его строением во время обработки, а также биологическими особенностями растений, в частности их корневой систем.

Основными источниками поступления воды в корнеобитаемом слой являются атмосферные осадки, а также подпочвенные воды при неглубокого их залегания Значительно меньшее значение в балансе корнеобитаемого слоя почвы видиг играет вода, образующаяся при конденсации водяного пара, поступающих из атмосферы и из глубоких слоев грунту.

Главными составляющими расходной части баланса влаги имеется сток ее за пределы корнеобитаемого слоя, испарения в атмосферу и использования растениями

Учитывая основные источники поступления и расходов влаги в почве, общее уравнение водного баланса можно выразить следующей формулой (за I и Назаренко):

гдеВ0 - запасы влаги в начале наблюдений, Ас - сумма осадков за весь период наблюдений, Вг - количество влаги, поступившей из грунтовых вод Вп - количество влаги, поступившей из водяного пара;

Вн - количество влаги, поступившей в результате поверхностного притока воды, Вб - количество влаги, поступившей от бокового притока грунтовых вод; Ев - количество воды, испарившейся с поверхности почвы за весь период наблюдений;

Ет - количество воды, которая потратилась на транспирацию;

Ві - влага, инфильтрувалась в глубинные горизонты почвы;

В пс - количество воды, которая утратилась в результате поверхностного стока;

Вд - запас влаги в почве в конце периода наблюдений

Величины левой части уравнения - прибыльные источники баланса, правой части - расходные

При расчетах водного баланса запасы воды в почве вычисляют для каждого генетического горизонта (потому, что они отличаются по плотности и влажности почвы), а затем суммируют по исследуемой и глубине фото влаги в горизонтах выражают в т / га илим3 / га и рассчитывают по формуле

гдеCw - запас воды, т / га;

W - полевая влажность почвы,%;

d - равновесная плотность почвы, т / м3;

h - толщина слоя грунта, м

Для изучения водного режима почвы в земледелии используют такие водно-физические константы: полная влагоемкость (ПВ) наименьшая (полевая) влагоемкость (НВ) влажность разрыва капиллярного связи (В ВРК) влажность увядания (ВВ) влажность устойчивого увядания (ВСВ), максимальная гигроскопичность (МГ), максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ.

По подвижностью в почве влагу разделяют на легкорухому, середньорухому, малоподвижную и неподвижную

Различают следующие категории доступности воды для растений: чрезмерная (в почве недостаток О2) легкодоступна; середньодоступна; труднодоступна, очень труднодоступна и недоступна

Ее регулирование осуществляется по двум основным направлениям: борьба за накопление возможно большего количества воды и сохранения ее запасов в почве в районах с недостаточным и неустойчивым увлажнением, ибо оротьба с переувлажнением на местностях, обладающих избыточным увлажнением грунт.

Мероприятия по накоплению и сохранению воды в почве должны быть направлены на повышение водопроникливости, уменьшение водоподъемной и испарительных способности грунта В процессе водопроницаемости различим няют два этапа: поглощение воды до насыщения почвы и фильтрацию Поглощение воды зависит не только от действия силы тяжести, но и от всасывающей силы почвы Величина последней силы тем меньше, чем бил ьша влажность почвунту.

Максимальной водопроницаемостью характеризуются почвы, имеющие водоупорный грудочкувату структуру Кроме того, на величину водопроницаемости влияет строение почвы, величина набухания, состав поглощающие основ, наличие щелей, ходов червей и др. Чем выше строение почвы, в частности чем больше соотношение между объемом больших и малых грунтовых пор, тем выше водопроницаемость Связь между набуханием почвы и его водопроницаемостью обратной, т.е. чем больше первая величина, тем меньше друга, так как резко уменьшается некапиллярная пористость почвы Влияние состава поглощенных оснований проявляется в том, что чем бил ьше в грунтовым впитывающим комплексом катионов кальция и магния, тем больше величина водопроницаемости Увеличение в почвенном профиле ходов червей, корней, а также трещин заметно влияет на повышение я водопроницаемости Поэтому, регулирования водопроницаемости почвы надо сводить к улучшению структуры и строения грунтґрунту.

вода поднимается к поверхности почвы как в жидком, так и парообразном состоянии, испаряется в атмосферу в виде водяного пара Вода из почвы испаряется постоянно Это объясняется тем, что плотность ь водяного пара равна 0,662 плотности воздуха, в результате чего почвенный воздух, насыщенный влагой, как более легкое направляется вверхху.

Многолетними исследованиями установлено, что можно значительно уменьшить испарение воды из почвы путем создания одного или двух уплотненных слоев на некоторой глубине от поверхности почвы Послойное уплотнение ьнення почвы должно достигать 30-40% объемной массы остальных распушенной части пахотного слоя В связи с этим при регулировании испарения необходимо заботиться об улучшении не только структурного состояния но и здания грунтту.

Структурное состояние и строение почвы улучшают соответствующим механическим обработкой его, внесением органических (особенно сидеральных) удобрений, проведением мелиоративных мероприятий Многие влаги из почвы потребителем ають и сорняки, поэтому их необходимо систематически уничтожатьи.

Грунт увлажняется с помощью комплекса мер, прежде орошения Большое значение его состоит в том, что в засушливых районах возможно обеспечение водой культурных растений в течение вегетационного периода и в частности в критические периоды, когда возникает наибольшая в ней потребностейа.

На неорошаемых землях в Лесостепи и Степи большое значение для улучшения увлажнения почвы и для борьбы с водной эрозией имеет рациональное использование зимних осадков и стока весенних талых вод Напр риклад, в Лесостепи и Степи сток весенних вод достигает 70% зимних осадков, т.е. 400-800м3 / га

Для задержания и накопления снега на полях применяют летние посевы кулисных растений (подсолнечника, кукурузы, сорго и др.) и делают снежные валы снежными плугами-валкообразователь При плотности с снега 0,3 г / ссм3 слой снега высотой 10 см обеспечивает около 300 м3 / га воды Для рационального использования зимних осадков и местного стока весной применяют следующие мероприятия: полицевого и безполицевого вспашку поперек склона, Гребенев вспашку, бороздование поперек склонов;; щелевание на глубину до 60-65 см и расстоянием между щелями 3-5 м поперек склона и др. Важным для рационального использования влаги и борьбы с эрозией есть опыт США и Украины относительно применения обр обитку почвы по горизонталям или контурной вспашкойки.

Одним из важных мероприятий увеличения влажности в почве является улучшение микроклиматических условий с помощью насаждения лесных полос, облесение песчаных участков, оврагов и др. При этом повышается влажность п воздуха, снижается сила ветра, увеличивается количество снега на полях, лучше используются грунтом весенние талые воды, заметно уменьшается эрозия, повышается уровень грунтовых вод.

К мерам, которые уменьшают испарение влаги из почвы, принадлежит мульчирование, т.е. вкривання различными материалами поверхности почвы

В регулировании водного режима почвы существенное значение имеет правильное чередование культур в севообороте, размещения растений на поле - направление сева, способ посева и посадки, норма высева, сроки сева и др.

Повышение влажности почвы способствует усилению кущения зерновых культур и роста вегетативной массы, что приводит заметное затенение нижней части стеблей растений Недостаточное освещение нижних междоузлий выкл Лика избыточное удлинение клеток растений, стенка соломы становится тонкой и как следствие - стебель недостаточно прочное, что является основной причиной полеганию хлебев.

Второе направление в регулировании водного режима почвы - предотвращение переувлажнению, которое может быть постоянным или временным Постоянное переувлажнение требует осушения, которое является трудоемким и дорогим приемом, а но вместе с тем необходимым и при правильной эксплуатации эффективных мерм.

Переувлажнение почвы может быть причиной вымокания культурных растений результате застаивания воды и переувлажнения почвы вода заполняет грунтовые времени, вытесняет почвенный воздух, нарушая аэрацию По ци их условий существенное значение имеет применение коньковых посевеів.

 
Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая
 
Дисциплины
Банковское дело
БЖД
Бухучет и Аудит
География
Документоведение
Экология
Экономика
Этика и Эстетика
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Естествознание
Психология
Религиоведение
Риторика
РПС
Социология
Статистика
Страховое дело
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы