Работа 1.7 расчет запасов воды в почве

Основные понятия

Вода в почве — один из важнейших факторов плодородия и урожайности растений. В почвенных процессах, в создании агрономически важных свойств почвы она играет значительную и разностороннюю роль. С содержанием воды в почве связаны скорость выветривания и почвообразования, гумусообразование, биологические, химические, физико-химические процессы и т.д.

Вода поступает в почву в виде атмосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошения. Водообеспеченность растений зависит не только от количества поступаемой воды в почву, но и от ее водных свойств. При равной абсолютной влажности, почвы могут содержать разное количество доступной воды, что обусловлено гранулометрическим составом почв, структурным состоянием, содержанием гумуса и другими показателями, определяющими их водные свойства.

Вода в почве находится в твердой, парообразной, гигроскопической, пленочной, капиллярной и гравитационной формах. Достаточно высокой подвижностью и доступностью для растений обладают капиллярная и гравитационная формы воды. В зависимости от того, в какой форме находится удерживаемая почвой влага, различают полную, наименьшую, капиллярную и максимальную влагоемкость.

Полная максимальная влагоемкость (ПВ), или водовместимость- это количество влаги, удерживаемое почвой в состоянии полного насыщения, когда все поры (капиллярные и некапиллярные) заполнены водой. Такое состояние увлажнения бывает после затопления. В этом случае из почвы вытесняется воздух и влага становится недоступной для большинства сельскохозяйственных растений. Обычно полную влагоемкость (в % на сухую почву) рассчитывают по общей пористости почвы:

ПВ = Робщ. / dv,

где Робщ. — общая пористость, %;

dv— плотность почвы, г/см³

После избыточного увлажнения почвы (снеготаяния, обильные осадки, полив большими порциями воды, и стекания гравитационной влаги почва может удержать в себе какое-то количество воды в практически равновесном состоянии, главным образом в капиллярных промежутках.

Максимальное количество воды в подвешенном состоянии, которое способна удерживать почва высоко над грунтовыми водами соответствует наименьшей влагоемкости (НВ) или наименьшей полевой влагоемкости, (НПВ), или предельно полевой влагоемкости (ППВ). При увлажнении почвы до состояния наименьшей влагоемкости создаются оптимальные условия водообеспеченности растений. Наименьшая влагоемкость (НВ) считается верхним порогом оптимального ( продуктивного ) увлажнения почвы.

Гораздо сложнее и важнее для растений установить нижний предел влажности почвы (перед поливом). Он должен быть таким, чтобы растение не страдало от недостатка воды, излишне высокой концентрации почвенного раствора.

При отсутствии поливов или осадков запасы влаги в почве заметно снижаются вследствие суммарного расхода воды растениями и почвой. Из почвы в растение переходит лишь то количество влаги, которое уравновешивает давление в тканях растения и почве, то есть снижает сосущую силу корней до нуля. В момент такого равновесия влажность почвы соответствует влажности завядания (ВЗ) растений.

Влажность завядания (ВЗ), иначе коэффициент завядания — предел увлажнения почвы, ниже которого формирование урожаев сельскохозяйственных культур прекращается. Подвижность воды в почве, а следовательно и доступность ее растениям резко сокращается, и растения увядают. Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ) считают нижним порогом продуктивной( полезной) влаги для растений.

В диапазоне влажности межу НВ и ВЗ влага считается продуктивной для сельскохозяйственных растений, но отметим, что эта влажность доступна для сельскохозяйственных культур, не в одинаковой степени. Примерно при 70 % от НВ, а на почвах склонных к засолению при 80 % НВ наблюдается торможение роста растений (ВТР), так как нарушается фронтальное движение воды по капиллярам (ВРК) - влажность разрыва капилляров). Поэтому от влажности, соответствующей НВ до ВТР запасы воды в почве считаются легко доступными. В орошаемом земледелии запасы влаги при ВТР принято считать за предел допустимого снижения предполивной влажности.

Влажность почвы от ВТР до ВЗ менее доступна для растений и она может легко усваиваться только теми растениями, которые имеют хорошо развитую корневую систему во всем объеме расчетного слоя почвы.