Вопрос 3. Вода в почве и ее использование.

Почвенная вода, размещенная в порах, является основным водоисточником для растений. Кроме этого, часть воды входит в состав минералов. Вода находится в газообразном, жидком и твердом состоянии. По степени доступности можно выделить четыре вида воды: недоступную, труднодоступную, легкодоступную и свободную.

К недоступной воде относится парообразная и гигроскопическая. Почвенные частицы обладают гигроскопичностью, т.е. способностью притягивать молекулы воды. Гигроскопическая вода удерживается на поверхности почвенных частиц молекулярными и электрическими силами сцепления.

К труднодоступной воде относятся пленочная и стыковая (менисковая). Пленочная облекает почвенные частицы не в виде отдельных частичек воды, а в виде пленки и удерживается на поверхности частиц, под действием молекулярных сил давлением в одну атмосферу. Стыковая менисковая вода –это та вода, которая находится в уголках пор между частицами. Эта вода появляется раньше, чем давление на периферии пленки достигнет одной атмосферы.

К легкодоступной воде относится некапиллярная и капиллярно-подвешенная вода. Капиллярно-подвешенная и капиллярная вода –это такая вода, которая удерживается в капиллярах или в углах пор, и не имеет снизу сплошного водного слоя. Находится в свободном движении под действием сил поверхностного натяжения.

К свободной воде относится гравитационная, которая передвигается под действием силы тяжести. Она заполняет в основном некапиллярные слои почв. Встречая на пути просачивания вниз водоупорный пласт, гравитационная вода образует безнапорный водоносный горизонт и называется грунтовой. Грунтовая вода может быть застойной или стекающей. Свободная вода заполняет все имеющиеся промежутки в почве. Еще имеется вода в твердом состоянии в виде льда.

Т.К. в почве имеется вода, то она обладает определенными водными свойствами. Водные свойства почв – это влагоемкость, водопроницаемость. Влагоемкость – это способность почвы вмещать и удерживать определенное количество воды. По влагоемкости они разделяются на сильновлагоемкие (торфянистые, глинистые, ил, суглинистые), средневлагоемкие (супесчаные), слабовлагоемкие (мелкозернистые пески, лесс) и невлагоемкие (крупнозернистый песок).

Водопроницаемость – свойство почвы пропускать через себя воду. Зависит от размера пор, гранулометрического состава почв и наличия коллоидных частиц, температуры воды, глубины залегания грунтовых вод и т.д. Характеризуется влагоемкость средней скоростью впитывания за время. Почвогрунты по скорости впитывания за первый час классифицируются на 5 групп: слабопроницаемые W < 5 см/ч

Пониженной водопроницаемости W – 5-7 см/ч

Средневодопроницаемые W – 7-10 см/ч

Повышенной водопроницаемости W – 10-15 см/ч

Сильнопроницаемые W >15 см/ч.

Лекция 3. Осушительные мелиорации.

1. Объекты осушения.

2. Влияние осушения на почву.

3. Нормы осушения

Вопрос 1.

Осушительные мелиорации – это совокупность мероприятий, направленных на регулирование водного режима избыточно увлажненных территорий.

Избыток воды в почве приводит к недостатку в ней кислорода и к развитию анаэробных бактерий, что заметно замедляет процессы разложения органических остатков. Поэтому в переувлажненной почве мало минеральных солей, необходимых для питания растений, корни растений задыхаются от недостатка кислорода, отмирают. Переувлажненные почвы в течении вегетационного периода имеют более низкую температуру и они медленно прогреваются. Также при отсутствии кислорода в переувлажненной почве происходят процессы брожения. Дающие кроме углекислоты, ядовитые вещества. Избыток воды разрушает структуру почвы. Земли на которых необходимо проводить осушительные работы расположены преимущественно в северных, северо-западных районах Тюменской области.

При осушении удаляется избыточная для растений вода из пор почвы и с ее поверхности, а при необходимости (в засушливые периоды) приводится недостающее количество воды. Регулирование водно-воздушного режима почв проводится в зависимости от условий хозяйственного использования осушаемой территории и требовании растений.

Значительное количество осадков, неравномерное их выпадение, пониженное испарение при плохом стоке – основные причины избыточного увлажнения почв. Иногда к атмосферным осадкам прибавляется вода, притекающая с поверхности прилегающих водосборов, а также грунтовая и грунтово-напорная вода из нижележащих слоев грунта.

Земли, требующие осушения, подразделяются на три группы: болота, заболоченные земли и земли с переувлажненными минеральными почвами.

Болотом – это часть земной поверхности, на которой избыточное увлажнение при недостатке воздуха привело к развитию характерной для торфообразования влаголюбивой растительности и к процессу накопления полуразложившегося органического вещества – торфа мощностью не менее 30 см в неосушенном состоянии.

Заболоченные земли представляют собой начальную (первую) стадию образования болот при мощности торфа менее 30 см. Избыточное увлажнение здесь способствует развитию влаголюбивой растительности.

Причины образования болт и заболоченных земель могут быть зональные и местные. Особенно интенсивно заболачивание суши отмечается в понижениях рельефа, а также поймах рек, при скоплении и затаивании поверхностного стока, высоком стоянии уровня грунтовых вод или выклинивание их на поверхность. Также в результате застаивания паводковых вод рек или вод, стекающих с вышележащих водосборов.

Переувлажнение земель и образование болот наблюдается в основном там. Где протекает подзолистый или дерновый процессы почвообразования при значительном количестве атмосферных осадков и невысокой их испаряемости.

Накопление органического вещества в полуразложившемся и неразложившемся состоянии увеличивает влагоемкость почв, замедляет поверхностный сток, уменьшает водопроницаемость, что способствует застаиванию воды, ухудшению аэрации, развитию заболачивания. Образуется травяное болото. Дальнейшая стадия травяного болота – зеленомоховое болото, завершающее – сфагновое.

В зависимости от условий водного питания в результате зарастания озер и других водоемов может образоваться сначала низинное болото, которое по мере нарастания торфа может перейти в переходное и, наконец, в верховое.

Торф – это органическая порода, состоящая в основном из остатков отмерших и не полностью разложившихся болотных растений в анаэробных условиях. К торфяным относятся почвы с зольностью менее 50-75% от массы в зависимости от растений торфообразователей.

Для с/х использования наибольшую ценность представляют низинные болота, расположенные в поймах рек и озер. Верховые болта наименее пригодны для выращивания с/х культур. Добыча торфа этих болот ведется с целью использования его для топлива.

Почвы, не имеющие на поверхности торфяного слоя, но на которых отмечается избыток влаги от атмосферных осадков, грунтовых и талых вод в течение продолжительного периода, называют избыточно увлажненными минеральными землями. По степени увлажнения минеральные почвы могут быть постоянного или временного (периодического) увлажнения.

Избыточно увлажненные минеральные почвы обычно представлены бесструктурными тяжелыми по гранулометрическому составу почвами. Главная причина переувлажнения этих почв – застой воды на поверхности вследствие превышения атмосферных осадков над суммарным испарением. (как правила наблюдается при сумме годовых осадков 500-600 мм).

К другим причинам переувлажнения относятся – близкое залегание уровня грунтовых вод или их выход на поверхность, затопление понижений в весенний период разлива рек или в период летних ливневых осадков. Чаще всего среди переувлажненных почв встречаются подзолистые, дерново-подзолистые, дерновые, серые лесные, луговые, лугово-черноземные.

На всем земном шаре насчитывается около 350 млн. га болот и заболоченных земель. Ежегодно в болотах земного шара нарастает около 4 млрд. т торфа естественной влажности, который является ценной почвой для выращивания с/х культур.

Общая площадь земель, нуждающихся в регулировании водного режима с помощью осушительных мелиораций, т.е. мелиоративный фонд в РФ 165-182 млн. га., из них 71,4 млн.га земли с/х назначения.