Материал: m24171_2

Растения на отдельных этапах роста и развития предъявляют повышенные требования к воде. Для большинства колосовых культур критический период по отношению к влаге – время от выхода в трубку до колошения. У кукурузы наибольшая потребность в воде наблюдается в период цветения – молочной спелости, у подсолнечника – образования корзинки, у хлопчатника – цветения – формирования коробочек. При недостатке влаги в критические периоды растения ослабляют развитие и не дают хорошего урожая. В последующие фазы растительному организму требуется меньше воды и он не так сильно реагирует на изменение водного режима почвы.

Основной источник поступления воды в почву – осадки, а также влага, образуемая при конденсации водяных паров в результате перепада температур почвы и воздуха днем и ночью. Влажность почвы влияет на степень сопротивления при ее обработке, способность крошиться, микробиологические и химические процессы, происходящие в ней. Поэтому одна из главнейших задач земледелия – регулирование водного режима почвы для создания оптимального соотношения воды и воздуха в ней.

Рыхлая и структурная почва впитывает значительно больше осадков, чем уплотненная и бесструктурная. Уплотнение почвы вызывает быстрое подтягивание влаги по капиллярам к поверхности и усиленное испарение воды. Потеря влаги при сухой и ветреной погоде на незаборонованной зяби за сутки может составить 50-70 т/га. Поэтому даже мелкое поверхностное рых­ление резко сокращает испарение и сохраняет влагу.

Подвижность воды и ее доступность для растений зависят от свойств почвы и формы воды в ней. Влага в почве может находиться в парообразной, гигроскопической, капиллярной и гравитационной формах.

Приемы регулирования водного режима. Для снабжения растений водой в максимально потребных количествах, накопле­ния, сохранения и рационального использования влаги в засушливых районах, а также для устранения избыточного увлажне­ния в северо-западной зоне страны в земледелии разработаны различные комплексы агротехнических приемов.

Кроме правильной и своевременной обработки почвы, в за­сушливых районах широко используют снегозадержание, на склонах наряду с особыми приемами вспашки устраивают микролиманы для задержания талых вод и предотвращения эрозии почвы. Широкое распространение получили посадка полезащит­ных лесных полос, посев высокостебельных кулисных растений (кукуруза, подсолнечник, горчица, сорго), сохранение стерни на поверхности почвы.

Потери только талых вод за один год в районах неустойчивого и недостаточного увлажнения составляют 50-60 млрд т, а между тем каждые 100 тонн воды – (или 10 мм осадков) могут дать дополнительно 100 кг зерна яровых и 200 кг озимых ) культур с 1 га.

Орошение в засушливых районах – главнейшее средство увлажнения почвы и снабжения растений водой в течение всей вегетации и особенно в критические периоды роста и развития. Рациональное чередование культур с различной корневой си­стемой в севообороте позволяет наиболее полно использовать влагу разных горизонтов почвы. Улучшение структуры почвы дает возможность предотвратить поверхностный сток воды и значительно уменьшить ее испарение. Применение удобрений уменьшает транспирационный коэффициент растений и позволя­ет более рационально использовать почвенную влагу.

Мульчирование почвы торфом, специальными пленками, со­ломенной резкой и другими материалами резко снижает испарение воды. Однако используют этот прием обычно на небольших площадях. Важное значение для сохранения влаги в почве имеет борьба с сорняками.

В почве различают следующие формы воды:

1. Химически связанная вода – вода, которая не принимает непосредственного участия в физиологических процессах, протекающих в почве, и совершенно недоступна растениям.

2. Сорбированная, или связанная, вода – вода, входящая в состав минералов, прочно удерживается частицами почвы благодаря силам поверхностного притяжения, недоступна растениям.

В нее входят:

а) прочносвязанная, или гигроскопическая, – водные пары воздуха, которые поглощает абсолютно сухая почва. Это поглощение идет в условиях относительной влажности воздуха < 100 %.

б) рыхлосвязанная – пленочная влага – влага, которая удерживается почвенными частицами силами их молекулярного притяжения (10-50 атм.), только частично доступна растениям.

3. Свободная вода - используется растениями полностью, она наполняет капиллярные и некапиллярные промежутки почвы.

а) капиллярная – под воздействием капиллярных сил может подниматься в верхние горизонты почвы.

б) гравитационная – вода, находящаяся в крупных, некапиллярных порах почвы, передвигающаяся только под воздействием силы тяжести.

4. Влагоемкость почвы – способность почвы удерживать то или иное количество воды.

а) полевая (наименьшая) – количество влаги, которое способна удерживать почва в полевых условиях при промачивании ее сверху и после стекания свободной (гравитационной) воды.

б) капиллярная – количество воды, которое удерживается почвой в капиллярно-подпертом состоянии. Это наблюдается в слое почвы, расположенном непосредственно над зеркалом грунтовых вод.

в) полная – количество воды, которое способна удержать почва во всех капиллярных и некапиллярных промежутках. Наблюдается в горизонте грунтовых вод.

Определение влажности почвы весовым методом

Содержание воды в почве, выраженное в процентах к весу абсолютно сухой почвы, называется влажностью почвы.

Для определения влажности почвы в поле обычно буром Малькова берут пробы почвы – 0-10, 10-20, 20-30 см, то есть с заданной глубины. Из прореза бура крючком или ножом послойно отбирают по две навески почвы, примерно 20-30 г каждая, в предварительно взвешенные алюминиевые стаканчики, которые ставят в закрытый ящик. Отобранные пробы приносят в лабораторию, взвешивают каждый стаканчик с сырой почвой и записывают в тетрадь.

Затем снимают крышку с каждого стаканчика и, надев ее на дно стаканчика, ставят в сушильный шкаф.

Почву сушат в течение 6-8 ч до постоянной массы. Высушенные стаканчики с почвой вынимают из шкафа, закрывают и ставят в эксикатор для охлаждения, затем взвешивают с точностью до 0,01 г.

Определение влажности устойчивого завядания растений

К влажности устойчивого завядания растений (К) относят только такую влажность почвы, при которой появившиеся первые признаки увядания растений не исчезают в течение пребывания их в насыщенной водяными парами атмосфере. При содержании воды в почве на уровне влажности устойчивого завядания растений вода им недоступна. Гигроскопическая влага, содержащаяся в почве, является связанной и недоступной влагой для растений.

Различают максимальную гигроскопичность почвы (МГ), под которой понимают наибольшее количество влаги, которое почва способна поглотить из воздуха, насыщенного парами воды. Влажность устойчивого завядания растений примерно в 1,34 раза больше МГ.

Определение общего запаса влаги в метровом слое почвы

Зная влажность в процентах (w), объемную массу (d) и толщину исследуемого слоя (h), можно определить общий запас влаги (p) в тоннах по формуле p=w d h. Этот запас выражают и в миллиметрах водного слоя, для чего запас в тоннах необходимо разделить на 10, зная, что слой воды толщиной в 1 мм на 1га соответствует 10 т, или 10 куб.м.

Расчет запасов продуктивной влаги (в т и мм)

Продуктивной влагой называют воду, доступную для растений (выше коэффициента завядания).

Для вычисления запаса продуктивной влаги необходимо из общего запаса влаги, выраженного в тоннах, отнять влажность устойчивого завядания в тоннах: Р_прод.= Р – К. Общий запас влаги, влажность завядания, запас продуктивной влаги, выраженный в тоннах, можно выразить в миллиметрах. Для этого каждый из полученных показателей в тоннах разделить на 10.

Физические свойства почвы

Цель этого задания – дать понятия о физических свойствах почвы, их определение и значение в практике.

1. Удельная масса почвы – отношение массы твердой почвы в абсолютно сухом состоянии к массе воды равного объема.

2. Объемная масса – масса 1 см ³ абсолютно сухой почвы в граммах при естественном сложении.

3. Скважность общая – суммарный объем всех пор и промежутков между почвенными частицами, выраженный в % от объема почвы.

а) капиллярная – сумма объемов всех капиллярных промежутков (частички почв < 1 мм);

б) некапиллярная – сумма объемов всех некапиллярных промежутков (частички почв > 1 мм).

4. Строение пахотного слоя – величина зависит от общей скважности и определяется по соотношению объемов некапиллярных и капиллярных пор.

5. Липкость – способность почвы прилипать к различным предметам, структурные и сухие почвы не обладают липкостью.

6. Твердость – свойство почвы в естественном сложении сопротивляться сжатию и расклиниванию.

7. Аэрация – объем воздуха в почве, зависит от наличия в ней некапиллярных пор. Рассчитывается так:

аэрация = общая скважность минус скважность, занятая водой.

Физическая спелость почвы и ее определение

Физической спелостью почвы называется состояние почвы, при котором она наиболее пригодна для обработки, т.е. когда связность минимальная, а почва не прилипает к орудиям и легко крошится. Такого состояния многие почвы достигают при влажности 50-70% от полной влагоемкости.

Определение нижней и верхней границ физической спелости почвы проводится расчетным методом по М.Х. Пигулевскому, который установил, что технологические свойства почвы в значительной мере определяются ее влажностью.

По его данным, нижний предел физической спелости глинистых и суглинистых почв несколько больше максимальной гигроскопичности почвы. В этой связи в формулу расчета вводится коэффициент пропорциональности: для суглинистых почв – 1,5 и супесчаных – 1,75.

Расчет нижнего предела физической спелости (В₁) производится по формуле

В₁ = К Нм, где К – коэффициент, Нм – максимальная гигроскопичность.

В₁суглинок = 1,5 8,2 = 12,3 %.

Верхним пределом влажности почвы (В₂), после которого начинается плохая разработка почвы и залипание рабочих органов, является капиллярная влагоемкость (А_вл).

Коэффициент пропорциональности (К) для глинистых и суглинистых почв принимается – 0,9, для песчаных почв – 1,3. Расчет производится по формуле

В₂ = К А_{вл ,} где К – коэфицент, А_вл –капиллярная влагоемкость в %.

В₂ = 0,9 45% = 40,5%.

Расчет производится в слое 0-10 и 10-20 по следующим данным: максимальная гигроскопичность выщелоченного чернозема 10,0%, супеси – 5,5.

Капиллярная влагоемкость выщелоченного чернозема – 45%, супесчаного – 30%.

Плодородие и окультуренность почвы

Под плодородием почвы понимают способность ее обеспе­чивать растения в максимально потребных количествах водой, воздухом и питательными элементами и тем самым формировать урожай. Различают два вида плодородия почвы – естественное и эффективное.

Естественное плодородие почвы сложилось в ре­зультате естественного почвообразовательного процесса и опре­деляется гранулометрическим, химическим составом и климатическими условиями.

Эффективное плодородие сформировалось в ре­зультате влияния природных факторов и производственной дея­тельности человека путем обработки почвы, внесения органических и минеральных удобрений, орошения, введения севооборотов и других агротехнических приемов.

При естественном плодородии некоторые питательные ве­щества почвы находятся в недоступной для растений форме и не могут использоваться ими. Под воздействием обработки, при изменении водного и воздушного режимов недоступные питательные вещества почвы переходят в легкоусвояемую форму и используются растениями.

Воздействие человека на почву может резко изменить ее при­родные свойства. Внесение удобрений изменяет химический со­став и свойства почвы. Посев тех или иных видов растений, соответствующая обработка приводят к изменению физических свойств почвы, ее водо- и воздухопроницаемости, оструктуренности и т. д.

Одна из основных задач земледелия — правильно организо­вать и направить в лучшую сторону происходящие в почве про­цессы для полного обеспечения растений водой, воздухом и пи­тательными веществами.

Многочисленные приемы повышения плодородия почвы мож­но свести к четырем видам:

физические — обработка почвы, борьба с эрозией и т. д.;

агрохимические и биохимические – улучшение круговорота питательных веществ в земледелии;

агролесомелиоративные – коренное улуч­шение природных свойств почвы, полезащитное лесоразведение и др;

биологические – севообороты, луговодство, селекция и семеноводство и т. д.

Важный показатель плодородия почвы – это количество органического вещества в ней, образующегося и накапливающегося в результате жизнедеятельности растений и микроорганизмов.