Водно - физические свойства

Почва как многофазная, полидисперсная система способна поглощать и удерживать воду. В ней всегда находиться определенное количество влаги. Содержание влаги в процентах к массе сухой почвы характеризуется влажностью почвы. Вода поступает в почву в виде атомосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении. Главным источником воды в неорошаемом земледелии являются атмосферные осадки.

Почвенная вода – жизненная основа растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. Растения расходуют воду в огромном количестве.

От содержания воды в почве зависят интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ в почве, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, ее физико-механические свойства, то есть важнейшие показатели почвенного плодородия. Следовательно, почвенная вода оказывает прямое и косвенное влияние на развитие растений. Вода в почве может находиться во всех трех состояниях: твердом, жидком и парообразном.

Парообразная вода содержится в почвенном воздухе в парах, свободных от воды. Пары воды поступают в почву из атмосферы и постепенно образуются в почве при испарении жидкой воды и льда. Они перемещаются по профилю почвы и в атмосферу с током почвенного воздуха и диффузионно в соответствии с градиентом давления пара.

Твердая вода –лед – потенциальный источик жидкой и парообразной воды. Эту воду непосредственно не используют растения, хотя она и может служить резервом доступной влаги.

Относительную влажность почвы, свойственную определенным категориям и формам влаги, называют почвенно-гидрологичес-кой константой. С агрономической точки зрения почвенно-гидро-литические константы выражают степень доступности растениям почвенной влаги, состояние водного режима почвы. Различают следующие почвенно-гидрологические константы:

1.Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) —
влажность почвы, соответствующая наибольшему содержанию
недоступной растениям прочносвязанной влаги.

2.Максимальная гигроскопичность (МГ) — влажность поч­
вы, соответствующая количеству воды, которое почва может сор­
бировать из воздуха, полностью насыщенного водяным паром.
Влага, соответствующая МГ, полностью недоступна растениям.

3.Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ), соот­
ветствующая содержанию в почве воды, при котором растения
обнаруживают признаки завядания, не проходящие при помеще­
нии растений в насыщенную водяным паром атмосферу. Влаж­
ность завядания соответствует влажности почвы, когда влага
из недоступного для растений состояния переходит в доступ­
ное (нижний предел доступности почвенной влаги).

ВЗ=МГ*1,5

4.Наименьшая (полевая) влагоемкость почвы (НВ) — соот­
ветствует капиллярно-подвешенному насыщению почвы водой,
когда последняя максимально доступна растениям. Она завист от гранулометрического состава, структурного состояния, плотности.

5.   Полная влагоемкость (ПВ) — соответствует такому               со­держанию влаги в почве, когда все ее поры насыщены водой.

Способность почвы к устойчивому обеспечению растений водой зависит от агрофизических факторов плодородия. Конкретно действие агрофизических факторов по отношению к воде проявляется через водные свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость и водоподъемная способность

Водопроницаемость – это способность почв и грунтов впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности.

Влагоемкостью почвы называют способность ее удерживать воду.

Водоподъемная способность – свойство почвы вызывать восходящие передвижение влаги в ней за счет капиллярных сил.

 

Таблица№5. Водно-физические свойства темно- каштановых почв.

 

Глубина взятия образца, см	МГ	ВЗ	НВ	ВРК	ЗТВ	ЗНВ		ДАВ при НВ, мм
0-10	4,3	6,45	22	15,4	77,4	107,4	15,55
10-20	4,5	6,75	21	14,7	89,1	104,94	14,25
20-30	4,5	6,75	20	14	98,55	105,85	13,25
60-70	2,5	3,75	17	11,9	58,5	127,14	13,25
110-120	2,5	3,3	18	12,6	54,12	152,52	14,7

 

ДАВ(диапазон активной влаги)=НВ-ВЗ

ЗТВ (запас труднодоступной влаги)=(ВРК-ВЗ)* d_v*Н_см

ЗНВ(запас недоступной влаги)= ВЗ* d_v*Н_см

ВРК=0,7*НВ

Вывод: Водно–физические свойства и водный режим каштановых почв неблагоприятен для роста растений. Это связано с тем, что близко залегает к поверхности плотный слабопроницаемый иллювиальный горизонт. Иллювиальный горизонт будет способствовать аккумуляции загрязняющих веществ, и слабой их миграции в нижние слои.

Почва обладает низкой водопроницаемостью. Самая низкая водопроницаемость отмечается в корковом слое и солонцовом горизонте, так как они имеют более плотное сложение. Количество недоступной влаги растениям высокое.

 

Регулирование водного режима почвы — обязательное ме­роприятие в условиях интенсивного земледелия. При этом осуществляют комплекс приемов, направленных на устра­нение неблагоприятных условий водоснабжения растений. Искусственно изменяя приходные и особенно расходные статьи водного баланса, можно существенно влиять на общие м полезные запасы воды в почвах и этим способствовать по­лучению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяй­ственных культур.

Регулирование водного режима основывается на учете климатических и почвенных условий, а также потребностей выращиваемых культур в воде.

Для создания оптимальных условий роста и развития культурных растений необходимо стремиться к уравнива­нию количества влаги, поступающей в почву, с ее расходом на транспирацию и физическое испарение, то есть созданию коэффициента увлажнения, близкого к единице.

В конкретных почвенно-климатических условиях спо­собы регулирования водного режима почв имеют свои осо­бенности.

В зоне неустойчивого увлажнения и засушливых районах регулирование водно­го режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональное ее использование. Один из наи­более распространенных способов влагонакопления — за­держание снега и талых вод. Для этого используют стерню, кулисные растения, валы из снега и др. Для уменьшения поверхностного стока воды применяют зяблевую вспашку поперек склонов, обвалование, прерывистое бороздовапие, щелевание, полосное размещение культур, ячеистую об­работку почвы и другие приемы.

Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит полезащитным лесным полосам. Предохраняя снег от сдувания в зимнее время, они способствуют увели­чению запасов влаги в метровом слое почвы к началу веге­тационного периода на 50—80 мм и до 120 мм в отдельные годы (А. И. Шульгин). Под влиянием лесных полос сокра­щается непродуктивное испарение влаги с поверхности почвы, что также улучшает водообеспеченность полей. Наи­более эффективны ажурные и продувные лесные полосы.

Накоплению и сохранению влаги в почве способствуют многие агротехнические приемы. Поверхностное рыхление почвы весной или закрытие влаги боронованием позволяет набежать ненужных потерь ее а результате физического ис­парения. Послепосевное прнкатывание почвы изменяет плотность поверхностного слоя пахотного гори­зонта по сравнению с остальной его массой. Создавшаяся разность плотностей почвы вызывает капиллярный подток влаги из нижележащего слоя и способствует конденсации водяных паров воздуха. В сочетании с увеличением контак­та семян с почвенными частицами все явления, связанные с прикатыванием, усиливают прорастание семян и обеспечи­вают потребность растений в воде ранней весной. Примене­ние минеральных и органических удоб­рений способствует более экономному использованию влаги.

В пустынно-степной и пустынной зонах основной способ улучшения водного режима — орошение. При орошении борьба с непродуктивными потерями воды имеет особо важ­ное значение в целях предотвращения вторичного засоле­ния. В комплексе мероприятий по улучшению водообес-печенностн растений в различных зонах важно предусмат­ривать планомерное улучшение водных свойств почв, их структурного состояния

 

7.Агроэкологическая оценка питательного режима темно- каштановых почв.

 

Большое значение в развитии растений играют азот, фосфор, калий.

Азот в почвах. Валовое содержание азота в почве тесно связано с содержанием гумуса. Накопление азота в почве обусловлено биологической аккумуляцией его из свободного азота атомосферы.

Круговорот азота в природе включает несколько звеньев, в которых главными агентами выступают микроорганизмы (азот-фиксаторы, аммонификаторы, нитрификаторы, денитрификато-ры). Фиксация атмосферного азота осуществляется клубеньковы­ми бактериями (до 300 кг/га), свободноживущими азотфиксато-рами (от 5-15 до 100 кг/га) и ассоциативными (ризосферными) бактериями — 10-100 кг/га в год (Умаров М.М.,!980).

Разложение азотсодержащих органических соединений при­водит к высвобождению азота в форме аммиака (аммонификация). Затем аммиак окисляется последовательно до нитритов и нитра­тов (нитрификация). Окисленный азот вновь восстанавливается до газообразной формы в процессе денитрификации.

Азот органических веществ недоступен для растений. Основная роль в питании растений принадлежит минеральным формам азота: нитратному  и аммиачному. Содержание минеральных форм азота в пахотном слое в среднем составляет 30-100 кг/га (5-30 мг/кг почвы). Показатели содержания минеральных форм азота динамичны во времени, их используют для определения необходи­мости подкормок и для расчета норм азотных удобрений.

Легкогидролизуемый азот является основным резервом дос­тупных для растений форм. Он содержится в легкоразлагаемом органическом веществе: послеуборочных остатках, органических удобрениях, детрите. Существенное количество азота поступает в почвы с атмосферными осадками - до 10-15 кг/га в год, который используется растениями.

Очень остро стоит проблема регулирования азотного пита­ния растений. Недостаток азота резко сказывается па величине урожая. На получение 1 т зерна вместе с соломой требуется от 30 до 40 кг азота.

Фосфор в почвах. Валовое содержание фосфора в почвах со­ставляет 0,03-0,2%, или 1-6 т/га в пахотном слое. Основным источ­ником фосфора в почвах служат труднорастворимые минералы группы апатита, главным образом фторапатит. В почве фосфор на­ходится в форме минеральных и органических соединений. Органи­ческие соединения представлены нуклеиновыми кислотами, нукле-опротеидами, сахарофосфатами, гумусовыми веществами и др.

Минеральные соединения фосфора содержатся в почвах в виде солей кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной кислоты, в поглощенном состоянии — в виде фосфат-иона, а так­же в составе минералов апатита, фосфорита и вивианита. В почвах с кислой реакцией среды преобладают фосфаты железа и алюми­ния, с нейтральной и слабощелочной - фосфаты кальция.

Основная часть как органических, так и минеральных соеди­нений фосфора в почвах недоступна растениям. Фосфор в составе органических соединений становится доступным после их мине­рализации, с участием ферментов фосфолитаз, фосфотаз, фитаз и др. Мобилизация фосфора из минеральных соединений проис­ходит в основном под действием кислот, продуцируемых микро­организмами, в том числе углекислоты. Наиболее благоприятная реакция среды для усвоения фосфат-ионов растениями - слабо­кислая (рН 6-6,5).

Калий в почвах. Содержание валового калия в пахотном слое почв составляет 0,5-3%. Он входит в состав кристаллической ре­шетки как первичных (полевые шпаты, слюды), так и вторичных минералов (вермикулит, глауконит) в труднодоступной для рас­тений форме. Основным источником доступного для растений ка­лия является обменный, который находится в составе ППК. Об­менный калий составляет 0,5-2,5% валового. Необменпый, или фиксированный калий труднодоступен для растений, однако он может переходить в обменное состояние и служит ближайшим ре­зервом доступного калия. На получение 1 т зерна вместе с соло­мой требуется 25-30 кг калия.

Оптимитизация калийного питания достигается внесением органических и минеральных удобрений, химической мелиорацией, меропричтиями, напрвлеными на увеличение емкости катионного обмена.

 

8. Деградация каштановых почв от ветровой эрозии.

   Основные деструктивные процессы в почвах, их физическая деградация связана, в первую очередь, с проявлением ветровой эрозии.

    Как указывают Каштанов А.Н. и Явтушенко В.Е. в России подвержено эрозии почти четверть сельскохозяйственных угодий, что составляет более 50 млн.га.

Веторовая эрозия почв делится на два основных подтипа: пыльные бури и повседневную ветровую эрозию. Пыльные бури повторяются раз в 3-20 лет. Они бывают при очень сильных ветрах, передвигающих мелкие почвенные частицы в воздушном потоке. Повседневная ветровая эрозия почв проявляется без пыльных бурь. Особенно она действует на склонах, испытывающих удары ветра.

Ветровая эрозия развивается при скорости ветра более 11 м/сек, в районах развития пыльных бурь скорость ветра достигает 16-40 м/сек. Дефляция, в большей степени, развивается на почвах легкого грануломерического состава, на сухих почвах, на ветроударных склонах, на участках почв, не защищенных от ветра растительностью.

Развитие эрозии почв является нарушением экологического состояния системы и приводит 1) к изменению свойств почв – изменению гранулометрического состава, физико-химических свойств, агрохимических свойств, ферментативной и микробиологической активности; 2) к изменению микро- и мезорельефа; 3) к изменению состава грунтовых вод, верховодки, состава газовой фазы приземного слоя воздуха, изменению гидроморфности территории; 4) к изменению состояния растений, их химического состава; 5) к изменению оптимумов плодородия.