Водные свойства почвы

Главными свойствами почвы, отвечающими за поступление, перемещение и преобразование воды в почве являются влагоёмкость, водопроницаемость и водоудерживающая способность.

Влагоёмкость – это максимальное количество воды, которое почва может разместить в себе. Она зависит от пористости и от поглотительной способности почвы.

Водоудерживающая способность – это способность воды удерживать влагу. Особенно хорошо выражена в почвах с большим количеством капиллярных пор, так как именно в капиллярных порах (диаметр пор менее 2 мм) влага удерживается при помощи менисковых сил.

Водопроницаемость – это способность почвы проводить влагу в нижние слои почвы. Наиболее легко вода движется по крупным порам, поэтому, чем больше в почве крупных воздухоносных пор, тем лучше водопроницаемость.

Таким образом, большой влагоёмкостью и водоудерживающей способностью обладают тяжёлые почвы, имеющие много капиллярных пор и прочно удерживающих большое количество воды сорбционными силами, зато они медленно проводят воду. Лёгкие почвы, которые содержат много песчаных частиц почти не способных к сорбции воды, и мало капиллярных пор, слабо удерживают влагу, но легко её пропускают.

Типы водного режима почв

Все процессы поступления, передвижения преобразования и расхода влаги в почвенных горизонтах называют водным режимом почвы. Количественно водный режим выражается через водный баланс почвы. Если отбросить статьи водного баланса, имеющие крайне малое значение, уравнение водного баланса почвы будет иметь следующий вид:

                     В_ос. + В_г. + В_пр. = Е_исп. + Е _тр. + В_и. + В_п., где

  В_{ос. – сумма осадков за весь период наблюдения,}  В_{г. – количество влаги, поступающее из грунтовых вод, паров,}  В _{пр. – количество влаги из поверхностного притока воды,} Е_{исп. – количество влаги, испарившейся с поверхности почвы за весь период наблюдения,} Е_{т. – количество влаги, используемой на транспирацию}, В_{и. – влага, инфильтрующаяся в почвенно-грунтовую почву}, В_п. – _{количество воды, теряющйеся в результате поверхностного стока,}

Левая часть уравнения включает приходные статьи баланса, правая – расходные. Таким образом, степень увлажнения территории зависит в основном от соотношения выпавших и испарившихся за год осадков и характеризуется коэффициентом увлажнения (КУ). В различных почвенно-климатических зонах КУ колеблется от 3 до 0,1.

Водный баланс характеризуется годовыми циклами, когда через год процессы поступления и расхода влаги повторяются. В зависимости от соотношения основных статей водного баланса различают несколько типов водного режима почв.

  1. Промывной тип. (К увл. 1). Характерен для местностей, где сумма годовых осадков больше величины испаряемости. В годовом цикле влагооборота преобладают нисходящие токи влаги. Почвенная толща ежегодно весной и осенью подвергается сквозному промачиванию до грунтовых вод, что приводит к интенсивному вымыванию продуктов почвообразования. В таких условиях формируются дерново-подзолистые и подзолистые почвы, краснозёмы и желтозёмы (почвы субтропиков).

   2.Периодически промывной тип (КУ = 1, при колебаниях 0,8 – 1,2) характеризуется среднемноголетней сбалансированностью осадков. Для водного режима характерно периодическое чередование ограниченного промачивания почвенно-грунтовой толщи в сухие годы и сквозного промачивания – во влажные.

Промывание почв избытком осадков создаётся 1-2 раза в несколько лет. Такой водный режим характерен для серых лесных почв, чернозёмов выщелоченных и оподзоленных. Водообеспеченность почв неустойчивая.

3.Непромывной тип (КУ 1) свойственен местностям, где влага осадков никогда не достигает грунтовых вод. Такой водный режим присущ почвам степной зоны – чернозёмам и каштановым, бурым полупустынным и бурым пустынным почвам. КУ в указанном ряду почв снижается от 0,6 до 0,1. Годовым влагооборотом захватывается толща почвогрунта от 4 м (степные чернозёмы) до 1м (пустынно-степные и пустынные почвы).

Запасы влаги, накопленные в степных почвах к весне за счёт позднеосенних осадков и талой воды, интенсивно расходуется на транспирацию и физическое испарение и к осени становятся ничтожно малыми. В полупустынной и пустынной зоне без орошения земледелие невозможно.

4.Выпотной тип (КУ 1) проявляется в степной, особенно в полупустынной и пустынной зонах при близком залегании грунтовых вод. Характерно преобладание восходящих потоков влаги в почве за счёт подтока её по капиллярам (тонким порам) от грунтовых вод. При высоком содержании легкорастворимых солей в грунтовых водах, они накапливаются в верхних слоях почвы, и почва засоляется.

5.Ирригационный тип. Создаётся при дополнительном увлажнении почвы оросительными водами. При орошении в разные периоды проявляются разные типы водного режима. В период полива формируется промывной тип, сменяющийся потом непромывным и даже выпотным, что нередко приводит ко вторичному засолению, если для орошения использовались засолённые в той или иной мере почвы.

  Регулирование водного режима

  Коренным способом улучшения водного режима почв служат водные мелиорации, к которым относятся: 1)осушение и орошение;

                               2) снежная мелиорация;

                               3) лесотехнические мелиорации, которые наряду с защитой почв от эрозии существенно влияют на водный режим почв.

Орошение или ирригация – это искусственное пополнение запасов воды в недостаточно увлажнённой почве для создания в ней благоприятного водно-воздушного режима и связанных с ними пищевого и теплового режимов, благоприятных для роста и развития растений, независимо от выпадения атмосферных осадков.

В засушливых степных и полупустынных районах орошение – один из самых надёжных способов повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Существует зависимость: чем больше тепла, тем больше эффективность орошения. В зонах с нормальным увлажнением орошают посевы с многолетними травами и возделывают при орошении овощные культуры.

В орошаемом земледелии основным источником влаги является поливная вода. Главным преимуществом здесь является возможность регулирования водоснабжения растений,  как по времени, так и по количеству воды.

Основным источником воды в неорошаемом (богарном) земледелии служат атмосферные осадки. Распределение осадков в течение года и, особенно, в вегетационный период имеет большое значение. Чем ближе это распределение к потребностям растений, тем продуктивнее эти осадки будут использованы. Так как невозможно повлиять ни на количество, ни на срок выпадения осадков в настоящее время следует шире использовать высокоточные долговременные  (полученные за много месяцев или даже за год вперёд) климатические прогнозы. Такие прогнозы позволяют выбрать наиболее эффективные способы и приёмы основной и предпосевной обработки почвы, производить посевы в такие сроки, которые «подставляют» критические фазы развития растений под дожди, что в свою очередь существенно увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур.