Влияние орошения на микроклимат

Влияние орошения на микробиологические процессы

Влияние орошения на микробиологические процессы в почве

Лекция 4

Для интенсивной деятельности микроорганизмов, так же как и для растений, должны быть созданы оптимальные условия влажности почвы. Наименьшая влажность её, при которой грибы и актиномицеты слабо развиваются, соответствует примерно 80 - 95% максимальной гигроскопичной влажности почвы, т.е. наибольшему количеству парообразной воды, которую способна поглощать почва. Нитрифицирующие бактерии недеятельны при влажности почвы, соответствующей максимальной гигроскопичности. Орошение изменяет фауну почвы.

Клубеньковые бактерии среди других микроорганизмов не представляют исключения по требованию к влажности почвы. Решающим фактором в их жизнедеятельности является недостаток влаги, а не её избыток. Наиболее интенсивно идёт образование клубеньков при влажности почвы от 40 до 80% ППВ. Орошение увеличивает численность микроорганизмов, в частности аммонифицирующих и нитрифицирующих бактерий, изменяет соотношение отдельных их групп. Азотобактер в большей части на неорошаемых землях обнаруживается только весной, а на орошаемых – в течение всего вегетационного периода. С увеличением доступной влаги общая биогенность почв повышается. Очень сильно повышается микробиологическая активность в почве при фертигации. М.Г. Дегтярева и В.С. Бойко отмечают, что увеличение запасов влаги, доступной микронаселению, является одним из решающих условий для увеличения биогенности почвы. Капельный полив с фертигацией необходим для накопления в пахотном слое почвы доступных форм азота и фосфора. Орошение резко стимулирует развитие всех полезных микроорганизмов в отдельных горизонтах почвы.

Е.Н. Мишутин делит микроорганизмы почвы на две группы по отношению к влажности: актиномицеты и микроскопические грибы, развивающиеся при ничтожной влажности - 80-85% от максимальной гигроскопичности. Они обладают высоким осмотическим давлением клетки (200-250 атм.); грибы, бактерии, водоросли и протозоа, имеющие осмотическое давление в клетках 30 -50 атм. Для развития этой группы микроорганизмов нужен запас гигроскопической воды.В обычных почвах среднетяжелого механического состава со средней влажностью осмотическое давление почвенного раствора колеблется в пределах 0,5 - 5 атм. На величину осмотического давления почвенного раствора существенное влияние оказывают соли, поэтому оптимальная влажность почвы, создаваемая при орошении, снижает осмотическое давление и оказывает весьма положительное влияние на развитие микроорганизмов.

Если влажность почвы низкая, даже ксерофиты – засухоустойчивые микроорганизмы проявляют слабую биохимическую активность. При поливах связанных с затоплением в связи с подавлением микробиологической деятельности накопление нитратов ослабевает, а в послеполивной период и в некоторой степени в межполивные периоды наблюдается увеличение их. Таким образом, при неумеренном орошении почвенные процессы приобретают отрицательный характер, что может привести к падению плодородия.

С микробиологической деятельностью тесно связаны процессы превращения органического вещества в почве. С одной стороны, усиливается деятельность аэробных бактерий, разрушающих органическое вещество, в том числе гумус, что приводит к ухудшению почвенной структуры; с другой – в почве усиливается накопление органического вещества в связи с повышением урожаев, особенно когда практикуются промежуточные и повторные посевы. С увеличением урожая увеличивается количество пожневных остатков и корней в почве, которые превращаются в перегной, участвующий в создании прочной мелкокомковатой структуры. Следовательно, при капельном поливе биологический круговорот органических веществ в почве ускоряется, процесс их накопления опережает разрушение, это приводит к повышению её богатства и плодородия.

2.Капельное орошение - самое активное средство воздействия на микроклимат поля - температуру почвы и приземного слоя воздуха, относительную влажность воздуха, силу ветра и радиационный баланс. Изменение температуры почвы под влиянием полива тесно связано с изменением её теплоёмкости и теплопроводности, а также с испарением почвенной влаги. К тому же большая часть тепла, притекающего к поверхности сухой почвы, затрачивается на её нагревание, а на увлажненной почве - на испарение. Разность температур неорошаемой и орошаемой почвы особенно резко увеличивается на солнце, в верхних слоях её, в дневные часы.

Влажная почва имеет более высокую теплоёмкость, чем сухая, медленнее нагревается днем и охлаждается ночью, в результате выравнивается суточный ход температуры. Изменение теплового баланса под влиянием капельного орошения является физической основой формирования различий всех метеорологических элементов в приземном воздухе и в верхней части корнеобитаемого слоя почвы. Капельное орошение приводит к выравниванию температурных различий в слое воздуха 0 – 150 см над поверхностью почвы. При капельном поливе почти круглые сутки наблюдается инверсионное распределение температуры воздуха по вертикали. Величина градиента абсолютной влажности увеличивается. Днем вертикальный температурный градиент растений (лист – воздух) составляет 8 – 9, ночью 6 – 8 градусов. На неполивном участке такое различие оказывает неблагоприятное влияние на скорость и характер биохимических процессов, определяющих в конечном счете продуктивность и урожай овощных культур. При орошении эти различия почти полностью сглаживаются. Капельное орошение приводит к значительному уменьшению испарения. Дефицит влажности воздуха не достигает вредных для развития растений пределов. Изменение водного режима почвы при капельном орошении характеризуется в основном изменениями режима испарения и динамики влажности почвы.

При капельном орошении понижается температура поверхности почвы, усиливается испарение и повышается влажность приземного слоя воздуха. Это ослабляет воздушную засуху, уменьшает интенсивность и повышает продуктивность транспирации, предотвращает потерю растениями тургора и снижение растениями интенсивности фотосинтеза. Повышение влажности почвы при капельном орошении увеличивает влажность приземного слоя воздуха. Над орошаемым участком ослабляется скорость движения воздуха.

Различия в микроклимате орошаемого и неорошаемого полей возрастают по мере роста растений: более мощное развитие растений при поливах выступает как вторичный фактор, положительно влияющий на микроклимат. Высокорослые, хорошо облиственные растения больше затеняют почву, уменьшают её нагрев днем и потери тепла ночью, препятствуют перемешиванию ветром влажности приземного воздуха с более сухим верхним. Последнее обстоятельство весьма важно при продолжительных суховейных ветрах.

Таким образом, капельное орошение положительно воздействуют и на водоснабжение растений, и на окружающую их среду обитания.