Водні властивості і водний режим ґрунтів. Розрахунки і оцінка запасів продуктивної вологи в грунтах і прийоми їх регулювання
Ґрунтова вода - життєва основа рослин, грунтової фауни і мікрофлори, які отримують воду головним чином з грунту. Від вмісту води в грунті залежать інтенсивність хімічних і фізико-хімічних процесів, пересування речовин в грунті, водно-повітряний, поживний і тепловий режими, її фізико-механічні властивості, т. Е. Найважливіші показники ґрунтової родючості.
Для рослин доступна та частина грунтової вологи, яка може бути засвоєна в процесі їх життєдіяльності. Її називають продуктивною (корисної) вологою (ЗПВ), так як вона використовується на формування врожаю.
Якщо доступна волога використана повністю, рослини в'януть, така вологість грунту називається вологістю завядания (ВЗ). Вологість завядания залежить від виду рослин і властивостей грунту. Чим важче гранулометричний склад грунту, тим більше в ній органічної речовини, тим вище ВЗ. В середньому ВЗ становить: в пісках - 1-3%, в супісках - З_6, в суглинках - 6-15, в торф'яних ґрунтах - 50-60%.
Запас продуктивної вологи в грунті (ЗПВ) прийнято виражати в міліметрах товщини водяного шару. У такому вигляді його зручніше зіставляти з даними за кількістю опадів, що випали: 1 мм опадів на 1 га відповідає 10 тоннам води (1 мм • S1 га • dН2 О = 0,1 см • 10 8 см 2 · 1 г = 10 т = 10 м 3 / га). см 3
Запас продуктивної вологи в грунті визначається як різниця між загальними запасами вологи (03 В) і запасами важкодоступній вологи (ЗТВ).
03 В = 0, 1 • h • d • В, мм;
ЗТВ = 0,1 • h • d • ВЗ, мм,
де 0,1 - коефіцієнт перерахунку запасів вологи в грунті з м 3 / га в мм / га;
h - потужність шару грунту, для якого розраховують запас вологи, см;
d - щільність шару грунту, г / см 3;
В - польова вологість ґрунту, на абсолютно сухий грунт,%;
ВЗ - вологість завядания, на абсолютно сухий грунт,%.
ЗПВ = 03В - ЗТВ, мм
ЗПВ = (0,1 • В • d • В) - 0,1 • h • d • ВЗ) = 0,1 • h • d (В - ВЗ), мм, т. Е.
ЗПВ = 0,1 • h • d (В - ВЗ); мм
Запаси продуктивної вологи оцінюють по таблиці 16.
Таблиця 18. Оцінка запасів продуктивної вологи (Вадюніна А.Ф. Корчагіна З.А.)
Типи водного режиму грунтів
Водний режим грунту - сукупність процесів надходження, пересування і витрати вологи в грунті. Основи вчення про водні режимах грунтів були закладення Г.Н. Висоцьким і А.А. Роде. Ними було виділено 6 типів водного режиму і кілька підтипів. В даний час прийнято виділяти 14 типів водного режиму.
Водний баланс для різних грунтово-кліматичних зон і окремих ділянок місцевості складається неоднаково. Залежно від співвідношення основних статей річного балансу може бути кілька типів водного режиму грунтів. Тип водного режиму грунтів визначають за величиною коефіцієнта зволоження (КУ), який обчислюють відношенням річної кількості опадів, що випадають на даній території до річної випаровуваності. У різних природних зонах КУ коливається від 3 до 0,1.
Для різних природних умов Г.Н. Висоцький встановив 4 типу водного режиму: промивний, періодично промивний, непромивний і випітної. Розвиваючи вчення Г.Н. Висоцького, професор А.А. Роде виділив 6 типів водного режиму, розділивши їх на кілька підтипів.
1. мерзлотной тип. Поширений в умовах багаторічної мерзлоти. Мерзлий шар грунту водонепроникний, є водоупором, над яким проходить надмерзлотних верховодка, яка обумовлює насиченість водою верхній частині відталої грунту протягом вегетаційного періоду.
2. Промивний тип (КУ> 1). Характерний для місцевостей, де сума річних опадів більше випаровуваності. Весь профіль грунту щорічно піддається наскрізного промачіваніі до ґрунтових вод та інтенсивному вилуговування продуктів грунтоутворення. Під впливом промивного типу водного режиму формуються грунти підзолистого типу, червоноземи і жовтоземи. При близькому до поверхні заляганні грунтових вод, слабкою водопроникності грунтів і грунтоутворюючих порід формується болотний підтип водного режиму. Під його впливом формуються болотні і подзолисто-болотні грунти.
3. Періодично промивний тип (КУ = 1, при коливаннях від 1,2 до 0,8). Цей тип водного режиму відрізняється середньої багаторічної збалансованістю опадів і випаровування. Для нього характерні чергування обмеженого промачивания грунтів і порід в сухі роки (непромивний умови) і наскрізне промочування (промивної режим) у вологі. Промивання грунтів ізбиткомосадков відбувається 1-2 рази на кілька років. Такий тип водного режиму притаманний сірим лісовим грунтам, чорноземам опідзолені і вилужені. Водозабезпеченість грунтів нестійка.
4. непромивний тип (КУ <1). Характеризуется распределением влаги осадков преимущественно в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод. Связь между атмосферной и грунтовой водой осуществляется через слой с очень низкой влажностью, близкой к ВЗ. Обмен влагой происходит путем передвижения воды в форме пара. Такой тип водного режима характерен для степных почв - черноземов, каштановых, бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв. В указанном ряду почв уменьшается количество осадков, увеличивается испаряемость. Коэффициент увлажнения снижается с 0,6 до 0,1.
Вологооборот захоплює товщу грунтів і грунту від 4 м (степові чорноземи) до 1 м (пустельні-степові, пустельні грунту). Запаси вологи, накопичені в ґрунтах степів навесні, інтенсивно витрачаються на транспірацію і фізичне випаровування і до осені стають мізерно малими. У напівпустельною і пустельній зонах без зрошення землеробство неможливо.
5. Випотной тип (КУ <1). Проявляется в степной, полупустынной и пустынной зонах при близком залегании грунтовых вод. Преобладают восходящие потоки влаги по капиллярам от грунтовых вод. При высокой минерализации грунтовых вод в почву поступают легкорастворимые соли, происходит ее засоление.
6. іригаційних тип. Він створюється при додатковому зволоженні грунту зрошувальними водами. При правильному нормуванні поливної води і дотриманні зрошувального режиму водний режим грунту повинен формуватися за непромивний типу з КУ, близьким до одиниці.
I. Водний режим лучно-чорноземних грунтів. за класифікацією О.О. Роде, відноситься до типу випітного, підтипу лучно-степового; за класифікацією В.А. Ковда - до типу промивного гідроморфного. Н.І. Базилевич визначає цей режим як попеременний промивної-десуктівно-випітної. В останньому назві найбільш ясно відбивається особливість цього режиму, який характеризується чергуванням періодів глибокого промачивания грунтів талими сніговими водами і іноді рясними літніми опадами і поворотного капілярного підняття вологи. Протягом значної частини вегетаційного періоду зберігається зв'язок нижньої частини ґрунтового профілю з грунтово-грунтовими водами через капілярну облямівку. Лучно-чорноземні грунти значно краще зволожені, ніж чорноземи.
Грунтові води знаходяться на глибині 3-6 м, мають слабку мінералізацію. При відносно великій глибині залягання їх вплив на грунтоутворення обмежена. Воно проявляється в слабкому оглеєні нижніх горизонтів, що виникає періодично при сезонному підвищенні рівня залягання грунтових вод.
Таблиця 19. Розрахунок запасів продуктивної вологи для лучно-чорноземних грунтів
На 5 травня: ЗПВ в орному шарі (0-20 см) - хороші.
ЗПВ в метровому шарі (0-100 см) - дуже хороші.
ЗПВ в метровому шарі (0-100 см) - погані. У порівнянні з показниками на 5 травня запаси продуктивної вологи значно зменшилися, тому що волога випаровується і витрачається рослинами, а опадів в літній період випадає недостатня кількість. Необхідно проводити заходи, що збільшують влагообеспеченность рослин в літній період.
II. Водний режим чорноземів опідзолених:
На території обстежуваного господарства під впливом періодично промивного типу водного режиму сформувалися чорноземи опідзолені. Такий тип водного режиму характеризується нестійкою водозабезпечення ґрунтів. Тому основні завдання з регулювання водного режиму зводяться до накопичення, збереження і продуктивного використання вологи опадів, що випадають для підтримки необхідної забезпеченості вирощуваних культур. У цих зонах великого значення набувають заходи, спрямовані на ослаблення поверхневого стоку води, снігозатримання, зменшення фізичного випаровування води з грунту.
Важлива роль належить системі обробки грунту, чистим парам, боротьбі з бур'янами, лісосмугах. Так, зяблева обробка грунту, забезпечуючи пухке будова орного шару, сприяє кращому поглинанню дощових і талих вод, зменшує поверхневий стік і знижує втрати вологи на фізичне випаровування. Це покращує влагообеспеченность сільськогосподарських культур і підвищує їх урожай.
Таблиця 20. Розрахунок запасів продуктивної вологи для чорноземів опідзолених