1.3.Почвенно-гидрологические константы

Граничные значения влажности, характеризующие пределы появления различных категорий и форм почвенной влаги, называют почвенно-гидрологическими константами.

Они представляют собой точки на шкале влажности почвы, при которых количественные изменения в подвижности воды переходят в качественные отличия, называют почвенно-гидрологическими константами.

В агрономической практике величинами почвенно-гидрологических констант характеризуются пределы доступности влаги для растений. Выражают в процентах от массы или объема почвы.

Основными почвенно-гидрологическими константами являются:

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ),

максимальная гигроскопичность (МГ),

влажность завядания (ВЗ),

влажность разрыва капилляров (ВРК),

наименьшая влагоемкость (НВ),

полная влагоемкость (ПВ).

Максимальная гигроскопичность (МГ) — характеризует предельно возможное количество парообразной воды, которое почва может поглотить из воздуха, почти насыщенного водяным паром. Это «мертвый запас влаги».

Влажность устойчивого завядания, или влажность завядания (ВЗ), — влажность, при которой растения проявляют признаки устойчивого завядания, т. е. такого завядания, когда его признаки не исчезают даже после помещения растения в благоприятные условия. Численно ВЗ равна примерно 1,5 максимальной гигроскопичности. Эту величину называют также коэффициентом завядания.

Содержание воды в почве, соответствующее влажности завядания, является нижним пределом доступной для растений влаги

Так, в глинах ВЗ составляет 20—30%, в суглинках— 10—12, в песках—1—3, у торфов — до 60—80%.

Влажность разрыва капилляров (ВРК) Влажность разрыва капилляров — это влажность, при которой подвижность капиллярной воды в процессе снижения влажности резко уменьшается. Вода, однако, остается в мельчайших порах, в углах стыка частиц (мениски стыковой влаги). Эта влага неподвижна, но физиологически доступна корешкам растений.

1.4. Водный режим

Водным режимом почвы называется совокупность происходящих в ней процессов поступления, передвижения, физического превращения, удержания и расхода воды. Количественно его выражают с помощью расчетов баланса воды.

Баланс воды в почве — это соотношение между количеством влаги, которое поступает в почву за определенный период времени, и количеством воды, которое расходуется из нее за то же время.

1.5.Типы водного режима и его регулирование

Основным показателем, характеризующим водный режим почв различных климатических зон, является коэффициент увлажнения (КУ) — отношение количества осадков, выпадающих на поверхность почвы в течение одного года, к количеству воды, испаряющейся из нее за тот же период.

Коэффициент увлажнения почв разных почвенно-климатических зон находится в пределах 0,1—3. Чем он выше, тем большими запасами влаги обладает почва. В зависимости от коэффициента увлажнения различают

мерзлотный, водозастойный, периодически водозастойный, промывной, периодически промывной, непромывной, аридный, выпотной и ирригационный и другие типы водного режима почв, которые в свою очередь могут делиться на подтипы.

Мерзлотный тип. Характерен для районов, в которых распространена многолетняя мерзлота. В таких условиях оттаивает только верхняя часть почвы, под которой находится замерзший слой почвогрунта.

Этот слой не пропускает через себя воду, и поэтому оттаявшая часть почвы практически весь вегетационный период насыщена водой.

Водозастойный тип. Присущ для болотных почв атмосферного или некоторых болотных почв грунтового увлажнения. При таком типе водного режима влажность почвы в течение всего года находится в пределах полной влагоемкости и лишь в некоторые отдельные годы опускается до наименьшей влагоемкости.

Периодически водозастойный тип. Наблюдается в болотных почвах грунтового увлажнения, для которых свойственны сезонные колебания уровня грунтовых вод, при этом влажность почвы изменяется от полной до наименьшей влагоемкости. В отдельные годы влажность верхнего горизонта может опускаться ниже наименьшей влагоемкости.

Промывной тип. Распространен на территориях, где сумма годовых остатков значительно превышает количество воды, испаряющейся из почвы (КУ > 1). Именно в почвах этих территорий нисходящие потоки воды преобладают над восходящими. Каждую весну и осень вся толща таких почв промачивается до грунтовых вод. В условиях Беларуси это приводит к развитию подзолообразовательного процесса и выщелачиванию многих продуктов почвообразования.

При КУ > 1 и близком залегании грунтовых вод или плохой водопроницаемости почвенно-грунтовой толщи формируется болотный подтип водного режима. Он характерен, например, для болотных и подзолисто-болотных почв.

Периодически промывной тип. При периодически промывном водном режиме КУ находится в пределах 0,8—1,2. Он, как правило, характеризуется ограниченным промачиванием почвенно-грунтовой толщи.

Сквозное промачивание почвы избыточным количеством осадков наблюдается 1—2 раза в течение нескольких лет. Такой тип водного режима присущ влажным тропическим саваннам.

Непромывной тип. Характерен для районов, в которых осадки распределяются только в верхних горизонтах почв и не достигают грунтовых вод.

Связь между влагой, поступившей в почву из атмосферы, и грунтовыми водами осуществляется в почве через слой, влажность которого близка к влажности устойчивого завядания растений (КУ < 1). Примером таких почв служат черноземы степной зоны, бурые полупустынные и серо-бурые пустынные почвы.

Аридный тип. Встречается в полупустынях и пустынях. В течение года влажность всего почвенного профиля близка к влажности завядания.

Выпотной тип. Характеризуется коэффициентом увлажнения, значительно меньшим единицы. Он проявляется в засушливых районах при близком стоянии грунтовых вод.

При выпотном типе водного режима вода грунтовых вод поступает по капиллярам к поверхности почвы и испаряется. Возникает ее восходящий ток.

Если при этом грунтовые воды отличаются высокой степенью минерализации, то после их испарения в верхнем горизонте почвы могут накапливаться растворимые в воде соли.

Десуктивно-выпотной тип. В отличие от выпотного типа водного режима, капиллярная кайма грунтовых вод не выходит на поверхность и испаряется не физически, а через отсос влаги корнями растений. Присутствующие в грунтовых водах соли накапливаются не на поверхности почвы, а на некоторой глубине в почвенном профиле.

Такой тип водного режима характерен для лугово-черноземных, лугово-каштановых и некоторых других полугидроморфных почв.

Паводковый тип. Свойствен почвам, периодически затапливаемым речными, склоновыми, дождевыми или иными водами.

Амфибиальный тип. Формируется в постоянно затопленных участках дельт рек, морских и озерных мелководий или в периодически затопляемых приливными водами манграх. Несмотря на то что поверхностные воды на некоторое время могут стекать, почвы в таких условиях находятся в постоянном переувлажнении.

Ирригационный тип. Создается человеком при поливе почв. Отличается частой сменой нисходящих и восходящих токов воды. Оптимизация водного режима почв достигается за счет искусственного изменения приходных и расходных статей баланса воды. При этом учитывается как потребность сельскохозяйственных растений в воде, так и особенности почвенных и климатических условий зоны.

Осушительный тип. Характерен для искусственно осушенных болотных и заболоченных почв. В условиях Беларуси улучшение водного режима территорий, с одной стороны, направлено на их осушение, а с другой — на дополнительное обеспечение влагой.

Регулирование водного режима почв

Регулирование водного режима почв осуществляется комплексом приемов, направленных на устранение неблагоприятных условий водоснабжения растений. Искусственно изменяя приходные и особенно расходные статьи водного баланса, можно существенно влиять на общие и полезные запасы воды в почвах и этим способствовать получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Регулирование водного режима основывается на учете климатических и почвенных условий, а также потребностей выращиваемых культур в воде.

Для создания оптимальных условий роста и развития культурных растений необходимо стремиться к уравниванию количества влаги, поступающей в почву, с ее расходом на транспирацию и физическое испарение, т. е. созданию коэффициента увлажнения, близкого к единице. Это достигается осушением избыточно влажных почв и орошением почв засушливых областей.

Регулируя плотность пахотного слоя, можно либо сохранить влагу в почве, либо увеличить расход ее путем физического испарения.

В конкретных почвенно-климатических условиях разрабатываются способы регулирования водного режима почв. Почвы болотного типа, а также участки почв с близким залеганием грунтовых вод нуждаются в осушительных мелиорациях — устройстве закрытого дренажа или использовании открытых дрен для отвода избыточной влаги.

Улучшению водного режима слабодренированных территорий зоны избыточного увлажнения способствуют планировка поверхности почвы и нивелировка микро- и мезопонижений, в которых весной и после летних дождей наблюдается длительный застой воды.

На почвах с временным избыточным увлажнением для удаления избытка влаги целесообразно с осени делать гребни. Высокие гребни способствуют увеличению физического испарения, а по бороздам происходит поверхностный сток воды за пределы поля.

Все приемы окультуривания почвы (создание глубокого пахотного слоя, улучшение агрегатности, увеличение общей пористости, рыхление подпахотного горизонта и др.) повышают ее влагоемкость и способствуют накоплению больших продуктивных запасов влаги в корнеобитаемом слое.

В зоне неустойчивого увлажнения регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональное ее использование. Одним из наиболее распространенных способов влагонакопления является задержание снега и талых вод.

Для уменьшения поверхностного стока воды применяются зяблевая вспашка поперек склонов, обвалование, ячеистая обработка почвы и другие приемы.

Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит полезащитным лесным полосам.