Водный баланс почв.

Водный баланс – количественное выражение водного режима.

Водный режим – это совокупность всех явлений поступления влаги в почву, её передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы.

Основные источники увлажнения – осадки и грунтовые воды.

Общее и упрощенное уравнение водного баланса

О_с + В_г + В_пр = Е_исп + Е_т + В_и + В_пс

О_с – осадки, за весь период наблюдения.

В_г – влага, поступающая из грунтовых вод.

В_пр – количество влаги, поступающее в результате поверхностного притока воды.

Е_ис – испарение

Е_т – влага, расходуемая на транспирацию

В_и – влага, инфильтрирующая в почвенную толщу.

В_п – количество влаги, теряющееся в результате поверхностного стока.

Величина левой части уравнения – приходные статьи баланса, правой части – расходные.

Водный баланс характеризуется годовыми циклами, когда через год процессы поступления и расхода влаги повторяются.

Водный баланс может быть составлен применительно к разным почвенным глубинам, всей толще почвы или до определенной глубины. Чаще всего запасы влаги, статьи прихода и расхода вычисляют в миллиметрах водного столба или м³/га.

Расчет запасов влаги.

Содержание влаги рассчитывают отдельно для каждого слоя почвы или для каждого генетического горизонта, то есть плотность и влажность изменяются. Запасы влаги в отдельном слое определяют по формуле

В = d_v * W * H ( м³/га) * 0,1 (мм)

B – запас воды м³/га

d_v – плотность сложения г/см³

W – влажность, %

H – мощность слоя, см

Для пересчета запасов влаги из м³/га в мм водного столба необходимо ввести коэффициент 0,1, так как 1 мм водного слоя равен запасу 10 м³/га.

Запасы воды в почве, которые учитывают в течение вегетационного периода, позволяют судить об обеспеченности влагой сельскохозяйственных растений, рассчитать дефицит влаги и исходя из него норму полива.

Общий запас влаги (ОЗВ) – суммарное количество влаги на определенной глубине можно рассчитать

ОЗВ = d_v1 * W₁ * H₁ + d_v2 * W₂ * H₂ + d_vn * W_n * H_n

Но не вся вода доступна растениям; нижний предел доступности – влажность завядания. Исходя из этого рассчитываем недоступный или непродуктивный запас ( НЗВ)

НЗВ = ВЗ₁ * d_v1H₁ + ВЗ₂ * d_v2 * H₂ + + ВЗ_n * d_vn * H_n

Разность между общим запасом влаги и непродуктивным даст полезный или продуктивный запас (ПЗВ)

ПЗВ = ОЗВ - НЗВ

Запас влаги считается удовлетворительным, если в метровом слое он 100 мм.

Типы водного режима.

Водный баланс складывается неодинаково для различных почвенно – климатических зон и отдельных участков местности. В зависимости от соотношения основных статей годового водного баланса может быть несколько типов водного режима почв. К основным показателям относятся: годовое количество осадков, годовая испаряемость.

Отношение суммы годовых осадков к годовой испаряемости называется коэффициентом увлажнения (КУ). В различных зонах КУ колеблется от 3 до 0,1.

Различают 6 типов водного режима:

1. Мерзлотный тип. Распространен в условиях многолетней мерзлоты. Мерзлотный слой является водоупором и в летнее время над ним образуется верховодка. Поэтому верхняя часть оттаявшей почвы замерзающий слой смыкается с вечной мерзлотой.

2. Промывной тип ( КУ>1) характерен для местностей, где сумма годовых осадков больше величины испаряемости. В годовом цикле влагооборота нисходящие токи преобладают над восходящими. Это характерно как для зоны прохладного климата ( подзолистые почвы), так и для жарких субтропических условий (красноземы). Почвенная толща ежегодно весной и осенью подвергается сквозному промачиванию, что приводит к интенсивному выщелачиванию (вымыванию) продуктов почвообразования. В таких условиях формируются и дерново – подзолистые и бурые лесные почвы.

3.Периодически промывной тип (КУ = 1) при колебаниях 0,8 – 1,2 характеризуется средней многолетней сбалансированностью осадков и испаряемости. Характерно чередование ограниченного промачивания почвы ( непромывные условия) в сухие годы и сквозное промачивание ( промывной тип) во влажные годы. Промывание происходит 1 раз в несколько лет. Такой тип водного режима присущ серым лесным почвам, выщелоченным черноземам. Водообеспеченность почв неустойчивая.

4.Непромывной тип ( КУ < 1) характерен местностям, где влага осадков распределяется только в верхних горизонтах и почва никогда не промывается до грунтовых вод. Такой водный режим характерен для степных почв – черноземов и каштановых. Коэффициент увлажнения меняется от 0,6 до 0,1. Запасы влаги в степных почвах интенсивно расходуются и к осени становятся незначительными. В толще почвы восходящие токи преобладают над нисходящими.

5.Выпотной тип (КУ< 0,1) проявляется в полупустынной и пустынной зоне, иногда в степной при близком залегании грунтовых вод. Характерно преобладание восходящих потоков влаги в почве за счет подъема её по капиллярам от грунтовых вод. При высокой минерализации грунтовых вод в почву поступают легкорастворимые соли и почва засоляется.

6.Ирригационный тип создается при дополнительном увлажнении почвы оросительными водами. При орошении в разные периоды проявляются разные типы водного режима. В период полива формируется промывной тип, сменяющийся затем непромывным, и, даже выпотным, вследствие чего в почве периодически создаются нисходящие и восходящие токи.