Вода в почве является одним из основных факторов почвообразования и одним из главнейших условий плодородия. В мелиоративном отношении особенно важное значение вода приобретает как физическая система, находящаяся в сложных взаимоотношениях с твердой и газообразной фазой почвы и растением (рис. 9). Недостаток воды в почве губительно отражается на урожае. Лишь при необходимом для нормального роста и развития растений содержании жидкой воды и элементов питания в почве при благоприятных воздушных и термических условиях можно получить высокий урожай. Основной источник воды в почве - выпадающие осадки, каждый миллиметр которых на гектаре составляет 10м3, или 10т воды. На Земле непрерывно совершается круговорот воды. Это постоянно протекающий геофизический процесс, включающий следующие звенья: а) испарение воды с поверхности мирового океана; б) перенос паров воздушными потоками в атмосфере; в) образование облаков и выпадение осадков над океаном и сушей; г) движение воды на поверхности Земли и в недрах ее (аккумуляция осадков, сток, инфильтрация, испарение). Содержание воды в почве определяется климатическими условиями зоны и водоудерживающей способность почвы. Роль почвы во внешнем влагообороте и внутреннем влагообмене повышается в результате ее окультуривания, когда заметно увеличиваются влажность, водопроницаемость и влагоемкость, но сокращаются поверхностный сток и бесполезное испарение.
Влажность почвы
Содержание воды в почве колеблется в пределах от сильного иссушения (физиологической сухости) до полного насыщения и переувлажнения. Количество воды, находящейся в данный момент в почве и выраженное в весовых или объемных процентах по отношению к абсолютной сухой почве, называется влажностью почвы. Зная влажность почвы, нетрудно определить запас почвенной влаги. Одна и та же почва может быть неодинаково увлажнена на разных глубинах и в отдельных участках почвенного разреза. Увлажненность почвы зависит от физических свойств ее, водопроницаемости, влагоемкости, капиллярности, удельной поверхности и других условий увлажнения. Изменение влажности почв и создание благоприятных условий увлажнения в течение вегетационного периода достигаются приемами агротехники. Каждая почва имеет свою динамику влажности, меняющуюся по генетическим горизонтам. Различают влажность абсолютную, характеризующуюся валовым (абсолютным) количеством влаги в почве в данной точке на данный момент, выраженном в процентах от веса или объема почвы, и влажность относительную, исчисляемую в процентах от пористости (полной влагоемкости). Влажность почвы определяется разными методами.
Влагоемкость почв
Влагоемкость - свойство почвы поглощать и удерживать то максимальное количество воды, которое в данное время соответствует воздействию на нее сил и условиям внешней среды. Это свойство зависит от состояния увлажненности, пористости, температуры почвы, концентрации и состава почвенных растворов, степени окультуренности, а также от других факторов и условий почвообразования. Чем выше температура почвы и воздуха, тем меньше влагоемкость, за исключением почв, обогащенных перегноем. Влагоемкость меняется по генетическим горизонтам и высоте почвенной колонны. В почвенной колонне как бы заключена водная колонна, форма которой зависит от высоты столба почвенного грунта над зеркалом и от условия увлажнения с поверхности. Форма такой колонны будет соответствовать природной зоне. Эти колонны в природных условиях меняются по сезонам года, а также от погодных условий и колебания влажности почвы. Водная колонна изменяется, приближаясь к оптимальной, в условиях окультуривания и мелиорации почвы. Различаются следующие виды влагоемкости: а) полная; б) максимальная адсорбционная; в) капиллярная; г) наименьшая полевая и предельная полевая влагоемкость. Все виды влагоемкости меняются с развитием почвы в природе и еще более - в производственных условиях. Даже одна обработка (рыхление спелой почвы) может улучшить ее водные свойства, увеличивая полевую влагоемкость. А внесение в почву минеральных и органических удобрений или других влагоемких веществ может на длительное время улучшить водные свойства или влагоемкость. Это достигается заделкой в почву навоза, торфа, компоста и других влагоемких веществ. Мелиорирующее действие может оказывать внесение в почву влагоудерживающих высокопористых влагоемких веществ типа перлитов, вермикулита, керамзита.
Кроме основного источника лучистой энергии, в почву поступает тепло, выделяемое при экзотермических, физико-химических и биохимических реакциях. Однако тепло, получаемое в результате биологических и фотохимических процессов, почти не изменяет температуру почвы. В летнее время сухая нагретая почва может повышать температуру вследствие смачивания. Эта теплота известна род названием теплоты смачивания. Она проявляется при слабом смачивании почв, богатых органическими и минеральными (глинистыми) коллоидами. Весьма незначительное нагревание почвы может быть связано с внутренней теплотой Земли. Из других второстепенных источников тепла следует назвать «скрытую теплоту» фазовых превращений, освобождающуюся в процессе кристаллизации, конденсации и замерзании воды и т. д. В зависимости от механического состава, содержания перегноя, окраски и увлажнения различают теплые и холодные почвы. Теплоемкость определяется количеством тепла в калориях, которое необходимо затратить, чтобы поднять температуру единицы массы (1г) или объема (1 см3) почвы на 1оС. Из таблицы видно, что с увеличением влажности теплоемкость меньше возрастает у песков, больше у глины и еще больше у торфа. Поэтому торф и глина являются холодными почвами, а песчаные - теплыми. Теплопроводность и температуропроводность. Теплопроводность - способность почвы проводить тепло. Она выражается количеством тепла в калориях, проходящего в секунду через площадь поперечного сечения 1 см2 через слой 1 см при температурном градиенте между двумя поверхностями 1оС. Воздушно-сухая почва обладает более низкой теплопроводностью, чем влажная. Это объясняется большим тепловым контактом между отдельными частицами почвы, объединенными водными оболочками. Наряду с теплопроводностью различают температуропроводность - ход изменения температуры в почве. Температуропроводность характеризует изменение температуры на единице площади в единицу времени. Она равна теплопроводности, деленной на объемную теплоемкость почвы. При кристаллизации льда в порах почвы проявляется кристаллизационная сила, вследствие чего закупориваются и расклиниваются почвенные поры и возникает так называемое морозное пучение. Рост кристаллов льда в крупных порах вызывает подток воды из мелких капилляров, где в соответствии с уменьшающимися их размерами замерзание воды запаздывает .
Источники поступающего в почву тепла и расходования его - неодинаковые для различных зон, поэтому тепловой баланс почв может быть и положительным и отрицательным. В первом случае почва получает тепла больше, чем отдает, а во втором - наоборот. Но тепловой баланс почв любой зоне с течением времени заметно изменяется. Тепловой баланс почвы поддается регулированию в суточном, сезонном, годичном и многолетнем интервале, что позволяет создать более благоприятный термический режим почв. Тепловым балансом почв природных зон можно управлять не только через гидромелиорации, но и соответственными агромелиорациями и лесомелиорациями, а также некоторыми приемами агротехники. Растительный покров усредняет температуру почвы, уменьшая ее годовой теплооборот, способствуя охлаждению приземного слоя воздуха вследствие транспирации и излучения тепла. Большие водоемы и водохранилища умеряют температуру воздуха. Весьма простые мероприятия, например культура растений на гребнях и грядах, дают возможность создать благоприятные условия теплового, светового, водно-воздушного режима почвы на Крайнем Севере. В солнечные дни среднесуточная температура в корнеобитаемом слое почвы на гребнях на несколько градусов выше, чем на выровненной поверхности. Перспективно применение электрического, водяного и парового отопления, используя промышленные отходы энергии и неорганические природные ресурсы.
Таким образом, регулирование теплового режима и теплового баланса почвы вместе с водно-воздушным имеет весьма большое практическое и научное значение. Задача заключается в том, чтобы управлять тепловым режимом почвы, особенно уменьшением промерзания и ускорением оттаивания ее.
Наименьшая (или предельная полевая) влагоемкость показывает количество воды, удерживаемое почвой в практически неподвижном состоянии после обильного полива и просачивания избыточной воды под влиянием силы тяжести. Определение делается в природных условиях. При залегании грунтовых вод глубже 3 м определение показывает «истинную наименьшую влагоемкость», а при более близких грунтовых водах - более высокое содержание, достигающее величины «капиллярной влагоемкости». Глубину грунтовых вод следует указывать при определении.
Влагоемкость, определяемая описанным ниже методом, называется различными исследователями: общая влагоемкость (Качинский, Вадюнина), предельная полевая влагоемкость (Астапов, Розов, Долгов), наименьшая полевая влагоемкость (Березинь, Рыжов, Зимина), полевая влагоемкость (Ревут, Гречин).
Порядок определения наименьшей влагоемкости. Выбирают ровный, типичный для данного поля участок и на нем окружают земляным валиком высотой 30-40 см площадку размером 1,5х1,5 л. Землю для насыпания валиков берут вне площадки, поверхность площадки оберегают от затаптывания. Для ограждения площадки вместо земляных валиков иногда применяют деревянные или железные рамы. Поблизости от площадки закладывают и описывают почвенный разрез, в стенке которого берут образцы почвы по генетическим горизонтам для определения влажности, объемного и удельного веса почвы.
Для промачивания почвы до 1,5 м на каждый квадратный метр площадки надо приготовить 200-300 л на суглинистых или 200 л воды на супесчаных почвах. Во избежание размыва поверхности под струю воды, подаваемой на площадку, необходимо подложить кусок фанеры или слой соломы. Вода подается постепенно, так чтобы не создавать слоя воды на поверхности выше б см.
Когда вся поданная на площадку вода впитается в почву, ее покрывают для предохранения от испарения с поверхности клеенкой или пластиком и толстым слоем соломы (до 0,5 м), которую прижимают сверху землей.
Просачивание излишней воды из первого метра почвы в основном заканчивается на песчаных почвах за 1-2 суток, на суглинистых - 3-5 и глинистых - 5-10 суток. Однако и после этого срока почвенная влага продолжает медленно просачиваться вниз. Поэтому рекомендуют определение наименьшей влагоемкости в три срока - через 1,3 и 10 суток, обозначая их индексами HB1, HB3 и HB10. Для песчаных и супесчаных почв достаточно определить HB1 и HB3.
Почвенные пробы для определения влажности отбирают буром с трех-пяти мест послойно через 10 см. Для этого на площадку кладут доску и, стоя на ней и не снимая покрытия почвы, производят бурение в центральной части площадки 80х80 см. Отверстия скважин после взятия проб плотно забивают почвой.
Наименьшую (предельную полевую) влагоемкость можно определить во всех случаях обильного увлажнения почвы - ранней весной после полного оттаивания почвы и впитывания талых вод или после полива орошаемых участков. После увлажнения выбранную площадку закрывают клеенкой, соломой и через соответствующие интервалы бурят и определяют влажность почвы площадки.
Наименьшая влагоемкость зависит от механического состава - от 20% объема супесчаных до 40% от объема суглинистых и глинистых почв, и несколько уменьшается с глубиной. Наименьшая влагоемкость тяжелой почвы зависит также от сложения, приемов обработки, структурности, внесения извести.
Вычисляют наименьшую влагоемкость послойно для каждых 10 см в процентах от объема почвы, поэтому необходимо определять объемный вес почвы. Если наименьшая влагоемкость составляет 70-80% общей порозности, то это считается благоприятным для сельскохозяйственных культур, при 80-90% - посредственным, а свыше 90% - неудовлетворительным из-за недостаточного содержания воздуха.
Капиллярная влагоемкость - способность почв и грунтов удерживать в своей толще максимально возможное количество капиллярной воды (без перехода ее в гравитационную форму), выраженное в весовых или объемных процентах или в кубических метрах на 1 га. Капиллярная влагоемкость, таким образом, представляет собой верхний предел водоудерживающей способности почв, обусловленный капиллярно-менисковыми силами. Поэтому и величина капиллярной влагоемкости (капиллярной водоудерживающей способности) в общем соответствует капиллярной скважности почв и грунтов. Поскольку граница и различия между капиллярной и некапиллярной скважностью в почвах условны и представлены рядом переходов, постольку и величина капиллярной влагоемкости несколько условна, она изменяется в зависимости от ряда факторов.
При близком залегании (1,5-2,0 м) уровня грунтовых вод, когда капиллярная кайма смачивает толщу почвы до поверхности, капиллярная влагоемкость почвы характеризуется наибольшими величинами, так как капиллярная влагоемкость в данном случае обусловлена суммарной всасывающей деятельностью менисков тонких и крупных пор и капилляров. В этом случае капиллярная влагоемкость соответствует максимально возможной величине содержания в почве капиллярно-подпертой воды. Наиболее точно величина капиллярной влагоемкости определяется в этом случае в поле путем установления послойной влажности от поверхности почвы до уровня грунтовых вод. Для 1,5-метрового слоя среднесуглинистых почв это соответствует 30-40 об.%, или около 4500- 6000 м3/гa.
В случае глубокого залегания уровня грунтовых вод капиллярная влагоемкость почвы связана только с работой сравнительно тонких пор и капилляров. В этом случае ее величина соответствует максимально возможному объему удержанной в почве капиллярно-подвешенной воды. Величина влагоемкости в случае капиллярно-подвешенной воды колеблется в зависимости от структуры и механического состава почв в пределах 20-35 об.%, что составляет для 1-метрового слоя 2000-3500 м3/га, а для 1,5-метрового - 3000-5250 м3/га.
Очень часто влагоемкость в отношении капиллярно-подвешенной воды называют наименьшей влагоемкостью (HB). Этот термин, введенный П.С. Коссовичем, основан на идее о том, что в почвах глубокого уровня грунтовых вод нет подпирающего влияния восходящей капиллярной каймы и пористая почвенная система удерживает то наименьшее количество влаги, которая остается после свободного оттока гравитационной воды.
Капиллярная влагоемкость может быть определена на монолите в лаборатории или в полевых условиях методом предварительного длительного увлажнения почвы таким объемом воды, который заведомо превышает водоудерживающую способность почвы. Переувлажненная почва оставляется на известное время защищенной от испарения. Гравитационной воде в течение нескольких дней предоставляется возможность свободно стечь из почвенных горизонтов. Затем определяется количество влаги, удержанной в почве. Эта величина и будет соответствовать капиллярной (подвешенной) влагоемкости (наименьшей влагоемкости) почвы. Капиллярная влагоемкость, определенная для полевых конкретных условий, называется полевой влагоемкостью (полевой предельной влагоемкостью, полевой водоудерживающей способностью) почвы.
Почва в естественных условиях залегания не может удержать капиллярной воды больше этого «предельного» количества. Возрастание влажности почвы сверх ее водоудерживающей способности вызывает образование гравитационной воды, стекающей в нисходящем направлении или питающей грунтовые воды.
Понятие «предельная полевая влагоемкость» (ППВ) почв является важной гидрологической характеристикой, широко используемой в практике водных мелиораций. Величина предельной полевой влагоемкости зависит от ряда факторов.
Почвы глинистого тяжелого механического состава имеют большую величину полевой влагоемкости - 3500-4000 м3/га для 1-метрового слоя, почвы легкого супесчаного и песчаного механического состава - 2000-2500 м3/га. Почвы с хорошо развитой комковато-зернистой структурой обычно имеют умеренные средние показатели полевой влагоемкости - 2500-3000 м3/га для 1-метрового слоя; бесструктурные почвы характеризуются более высокой величиной полевой влагоемкости. Ниже приводятся величины полевой влагоемкости почв различного механического состава в % от скважности:
Как это ясно из предыдущего изложения, полевая влагоемкость зависит также от положения грунтовых вод, сильно возрастая в случаях близкого уровня грунтовых вод (капиллярная кайма в пределах почвенного профиля) и уменьшаясь при глубоком положении грунтовых вод. Так, при близких (1,5-2 м) грунтовых водах с углублением на каждые 10 см глубже 50 см величина полевой влагоемкости возрастает на 2-3%, а при очень глубоких грунтовых водах - уменьшается на каждые 10 см на ту же величину.
Неоднородность и слоистость почв по профилю, в частности смена механического состава и структурного состояния грунта, способствуют увеличению суммарной величины полевой влагоемкости всего профиля. Это объясняется тем, что вблизи поверхности раздела между соседними слоями вышележащий слой имеет повышенную влажность за счет образования дополнительных менисков и дополнительной водоудерживающей способности (капиллярно-посаженная вода).
Зная величину предельной влагоемкости почвы и сопоставляя с ней величину влажности, зафиксированной в почве на определенный момент, можно оценить состояние и форму воды и определить направление движения влаги. В тех случаях, когда влажность почвы выше величины предельной полевой влагоемкости, имеют место нисходящие токи гравитационной воды. В случае, когда влажность верхних горизонтов меньше полевой влагоемкости, поток капиллярной воды направлен обычно кверху от зеркала грунтовых вод.
Многочисленными исследованиями на опытных станциях и в производственных условиях установлено, что оптимальная влажность почв для развития сельскохозяйственных растений в условиях орошения колеблется в пределах от 100 до 70-75% от полевой влагоемкости. Отсюда следует, что в межполивные периоды относительная влажность почв перед очередным поливом не должна опускаться ниже 70-75% от полевой влагоемкости.
Разность между величиной полевой влагоемкости и фактической влажностью почвы перед очередным поливом называется дефицитом влажности до полевой влагоемкости.
Дефицит влажности до полевой влагоемкости в условиях орошаемого хозяйства должен быть не больше, чем разность между полевой влагоемкостью и величиной 70-75% полевой влагоемкости (на глинах и солончаках 80-85%). Если величина фактической влажности перед поливом ниже 70-75% от полевой влагоемкости (например, 60-50%), то растения будут испытывать депрессию в развитии, что вызовет снижение урожая. Хлопчатник в таких случаях сбрасывает свои плодовые органы (бутоны, завязи, коробочки).
Таким образом, по полевой влагоемкости устанавливаются рациональные нормы поливов. Если при очередном поливе подача воды превысит величину дефицита влаги до полевой влагоемкости, запас воды в почве превысит ее водоудерживаюшую способность, появится свободная гравитационная вода, которая начнет двигаться в нисходящем направлении и пополнять запасы грунтовой воды, повышая их уровень.
В практике орошаемого земледелия иногда применяют поливы без норм, большими количествами воды, в 1,5-2 раза превышающими дефицит до полевой влагоемкости. Такие поливы вызывают интенсивный подъем уровня грунтовых вод, приближение их к дневной поверхности, развитие процессов заболачивания и засоления. Особенно часто это происходит на полях орошаемого риса, где нередко за вегетационный период дается 30-40 тыс. м3/га поливной воды.
Рационально рассчитанная норма полива для незасоленных почв должна представлять собой величину, не превышающую дефицит влажности до полевой влагоемкости, чтобы свести к минимуму фильтрацию избыточной свободной воды в грунтовые воды.
Величина поливной нормы выражается следующим простейшим равенством:
M = П - м + к,
где M - поливная норма; П - полевая влагоемкость; м - фактическая влажность перед поливом; к - потери воды на испарение в момент полива.
Поскольку известно, что при орошении обычных полевых культур влажность почвы не должна перед очередным поливом опускаться ниже 70-75% от полевой влагоемкости, то величина дефицита влажности П - м в большинстве случаев должна быть не выше 25-30% П, что для почв суглинистого механического состава для 1-метровой толщи составит 800-1200 м3/га.
Поясним это на следующем примере. Полевая влагоемкость незасоленной почвы равна 20 вес.%, объемный вес почвы 1,4. Требуется установить оптимальный дефицит До полевой влагоемкости, который и будет представлять оптимальную величину поливной нормы воды для 1-метрового слоя.
Полевая влагоемкость в абсолютном выражении будет составлять П = 2800 м3/га; допустимая влажность до полива - 70% от П, т. е. 1960 м3/га. Тогда дефицит, а следовательно, и поливная норма, составляя разность между полевой влагоемкостью и допустимым запасом воды перед поливом (2800-1960 м3/га), будут равны 840 м3/га.
Зная величину полной влагоемкости и полевой влагоемкости, можно всегда представить себе вероятную величину свободной гравитационной воды, образующейся в почве в случае естественного или искусственного снижения уровня грунтовых вод. Эта величина называется водоотдачей грунта.
Водоотдача грунта - количество свободной гравитационной воды, образующейся в грунте при снижении уровня грунтовых вод, выраженное в процентах от скважности (полной влагоемкости), от объема грунта или в виде коэффициента. Коэффициент водоотдачи сильно колеблется в зависимости от структуры, механического состава и скважности почв и грунтов. Об этом можно судить по данным табл. 6.
Зная величину коэффициента водоотдачи, можно предвидеть вероятный подъем уровня грунтовых вод при поступлении в грунт свободной гравитационной воды. Вероятный подъем уровня грунтовых вод h (в см) при поступлении в них гравитационной воды равен слою просочившейся воды b (в см), деленному на коэффициент водоотдачи Q:
Из величин коэффициента водоотдачи видно, что при поступлении гравитационной воды интенсивность подъема уровня грунтовых вод возрастает тем больше, чем тяжелее механический состав грунта. Так, в глинах каждый миллиметр просочившейся и поступившей в грунтовые воды гравитационной, воды может повысить уровень грунтовой воды на 3-10 см, в суглинках - на 2-3 см, в песках значительно меньше - на 0,3-0,5 см.
Зная дефицит влажности до полевой влагоемкости, можно установить то количество свободной гравитационной воды, которое появляется в толще горизонтов почвы при ее увлажнении сверх водоудерживающей способности. Количество гравитационной воды, образующейся при этом в толще грунта, представляет собой разность между объемом поданной воды и объемом дефицита до полевой влагоемкости, что может быть показано следующим выражением:
В = М - (П - м),
где В - гравитационная вода; M - вода, поступившая на почву сверху; П - полевая влагоемкость; м - запас воды в почве.
Таким образом, капиллярная влагоемкость и ее разновидность для почв, находящихся в культуре, так называемая полевая (предельная) влагоемкость, являются важнейшими почвенно-гидрологическими характеристиками, на знании которых и правильном применении должно базироваться рациональное регулирование водного режима почв и осуществление водных мелиораций.
ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ -способность почвы удерживать алагу; выражается в процентах от объема или от массы почвы.[ ...]
ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ. Предельное количество воды, которое почва способна удержать. Полная влагоемкость почвы - максимальное количество воды, которое может содержаться в почве при положении водного зеркала на одном уровне с поверхностью почвы, когда весь почвенный воздух замещен водой. Капиллярная влагоемкость почвы - го количество воды, которое почва м -жет удерживать за счет капиллярного поднятия над уровнем свободной водной поверхности. Наименьшая полевая влагоемкость почвы - то количество воды, которое почва может задерживать, когда зеркало свободной водной поверхности лежит глубоко и залегающий над ним слой капиллярного насыщения не достигает корнеобитаемого слоя почвы.[ ...]
Влагоемкость почвы - величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы. В зависимости от условий удержания влаги различают влагоемкость общую, полевую, предельную полевую, наименьшую, капиллярную, максимальную молекулярную, адсорбционную максимальную, из которых основные наименьшая, капиллярная и полная.[ ...]
Легкие почвы с большим содержанием, например, песка или извести высыхают очень быстро. Частое внесение хорошо перегнившего органического материала - перепревших листьев, торфа или компоста - повышает влагоемкость почвы, не вызывая ее заболачивания за счет образования гумуса, обладающего высокой поглотительной способностью.[ ...]
Свойства почвы меняются в зависимости от насыщения ее тем или другим катионом. Хотя в природных условиях нет почв, насыщенных каким-нибудь одним катионом, однако, для того чтобы определить более резкие различия в характере действия различных катионов, исследования свойств таких почв представляют большой интерес. Исследования показали, что по сравнению с кальцием магний понижал фильтрацию, замедлял капиллярный подъем воды, увеличивал дисперсность и на-бухаемость, влажность и влагоемкость почвы . Следует, однако, отметить, что действие магния на эти свойства почвы значительно слабее, чем действие натрия.[ ...]
ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ. Содержание воды в почве. Определяется как отношение веса воды к весу сухой почвы, в процентах. Измеряется взвешиванием пробы почвы до и после высушивания до постоянного веса. См. влагоемкость почвы.[ ...]
Влажность почвы определяют высушиванием в сушильном шкафу при 105°С до постоянного веса. Рассчитывают влагоемкость почвы.[ ...]
Наибольшей влагоемкостью обладают торфяники (до 500-700%). Величина влагоемкости выражается в процентах к весу сухой почвы. Гигиеническое значение влагоемкости почвы связано с тем, что большая влагоемкость вызывает отсырение почвы и находящихся на ней зданий, уменьшает проходимость почвы для воздуха и воды и мешает очищению сточных вод. Такие почвы относятся к нездоровым, сырым и холодным.[ ...]
Для определения влагоемкости почвы при капиллярном насыщении от уровня грунтовых вод отбирают образцы на влажность из разреза или бурением до уровня грунтовых вод с последующим высушиванием до постоянной массы.[ ...]
Определение полевой влагоемкости почвы. Для определения полевой влагоемкости (ПВ) на выбранном участке двойным рядом валиков огораживают площадки размером не менее 1x1 м. Поверхность площадки выравнивают и покрывают крупным песком слоем 2 см. Выполняя данный анализ, можно использовать металлические или плотные деревянные рамы.[ ...]
Увеличение глубины обработки почвы способствует лучшему поглощению выпадающих осадков. Чем глубже обработана почва, тем большее количество влаги она может поглотить за короткое время. Поэтому с увеличением глубины обработки почвы создаются условия для уменьшения поверхностного стока, а с сокращением объема стока, в свою очередь, снижается потенциальная опасность эрозии почвы. Однако противоэрозионная эффективность глубокой вспашки зависит от многочисленных факторов: характера выпадения осадков, формирующих поверхностный сток вод, состояния водопроницаемости и влагоемкости почв в период стока, крутизны склона и др.[ ...]
Ход анализа. Из воздушно-сухой почвы удаляют крупные корни. Почву слегка разминают, просеивают через сито с отверстиями 3 мм и насыпают в стеклянную трубку диаметром 3-4 см, высотой 10-20 см, нижний конец которой обвязывают хлопчатобумажной тканыо или марлей с фильтром. Величины капиллярной влагоемкости тем больше, чем ближе залегает слой почвы к зеркалу подачи воды, и, наоборот, чем дальше почва от уровня воды, тем влагоемкость меньше. Поэтому длину трубки надо брать соответственно размеру сосудов, в которых ведется опыт. Насыпают почву, уплотняя ее легким постукиванием дна о стол так, чтобы высота столбика почвы оказалась на 1-2 см ниже верхнего конца ее. Все последующие операции и расчет такой же, что и в методе определения влагоемкости почвы ненарушенного строения.[ ...]
Картофель любит хорошо дренируемую почву, поэтому полив требуется только после внесения сухих удобрений, в засушливый период лета (один раз в 7-10 дней), а самое главное, во время образования клубней, которое начинается в фазе бутонизации и цветения. В эти периоды влажность почвы должна быть не ниже 80-85% от полной влагоемкости почвы.[ ...]
Метод установления нитрификационной способности почвы по Кравкову основан на создании в исследуемой почве наиболее благоприятных условий для нитрификации и последующем определении количества нитратов. Для этого навеску почвы в лаборатории компостируют в течение двух недель при оптимальных температуре (26-28°) и влажности (60% капиллярной влагоемкости почвы), свободном доступе воздуха, в хорошо вентилируемом термостате. По окончании компостирования в водной вытяжке из почвы определяют колориметрически количество нитратов.[ ...]
Общая (по Н. А. Качинскому) или наименьшая (по А. А. Роде) влагоемкость почвы или предельная полевая (по А. П. Розову) и полевая (по С. И. Долгову)-количество влаги, которое почва удерживает после увлажнения при свободном оттоке гравитационной воды. Разноименность этой важной гидрологической константы вносит много путаницы. Неудачен термин «наименьшая влагоемкость», так как он противоречит факту максимального содержания при этом влаги в почве. Не совсем удачны и два других термина, но, поскольку нет более подходящего названия, впредь мы будем использовать термин «общая влагоемкость». Название «общая» Н. А. Качинский объясняет тем, что влажность почвы при этой гидрологической константе включает в себя все основные категории почвенной влаги (кроме гравитационной). Константу, характеризующую общую влагоемкость, широко используют в мелиоративной практике, где ее называют полевой влагоемкостью (ПВ), что наряду с общей влагоемкостью (ОБ)-наиболее распространенный термин.[ ...]
С повышением влажности почвы гербицидная активность препаратов, как правило, повышалась, но в различной степени и до определенного предела. Наибольшая фитотоксичность препаратов при их заделке в почву проявилась при влажности 50-60% полной влагоемкости почвы.[ ...]
Зеленое удобрение, как и другие органические удобрения, запаханное в почву, несколько снижает ее кислотность, уменьшает подвижность алюминия, повышает буферность, емкость поглощения, влагоемкость, водопроницаемость, улучшает структуру почвы. О положительном влиянии зеленого удобрения на физические и физико-химические свойства почвы свидетельствуют данные многочисленных исследований. Так, в песчаной почве Новозыбковской опытной станции к концу четырех ротаций севооборота с чередованием пар - озимые - картофель - овес, в зависимости от использования люпина в виде самостоятельной культуры в пару и пожнивной культуры после озимых, содержание гумуса и величина капиллярной влагоемкости почвы были различны (табл. 136).[ ...]
Сосуды поливали из расчета 60% от полной влагоемкости почвы. Опыт был заложен 8 мая 1964 г.[ ...]
Действенный агрохимический прием увеличения плодородия эродированных почв и защиты их от эрозии, особенно на смытых почвах, - возделывание на них культур на зеленое удобрение. В разных зонах России для этого используют однолетний и многолетний люпин, люцерну, клевер, кормовые бобы, горчицу белую, вику и др. Эффект достигается при запашке зеленой массы, когда повышается водопроницаемость и влагоемкость почв, усиливаются микробиологические процессы, улучшаются агрофизические свойства земель.[ ...]
Влажность в сосудах с отверстиями в дне поддерживается на уровне полной влагоемкости почвы. Для этого сосуды ежедневно поливают до протекания в поддонник первой капяи жидкости. Во время дождя поливать не надо; следует даже заботиться о том, чтобы дождь не переполнил поддонника, ибо тогда питательный раствор будет потерян. Именно поэтому объем поддонника должен быть не менее 0,5 л, лучше - до 1 л. Прежде чем поливать сосуд, в него переливают всю жидкость из поддонника. Если ев слишком много, переливают до просачивания первой капли.[ ...]
Подготовительной работой является определение гигроскопической воды и влагоемкости почвы.[ ...]
Затем определяют поливную норму, величина которой зависит в основном от полевой влагоемкости почвы, влажности ее перед поливом и глубины увлажняемого слоя. Величину влагоемкости почвы берут из пояснительной записки к почвенно-мелиоративной карте. В хозяйствах, где водно-физические свойства не определяли, для расчета поливной нормы используют справочный материал (влагоемкость большинства орошаемых почв хорошо известна).[ ...]
Установлено, что оптимальной влажностью для нитрификации является 50-70% от полной влагоемкости почвы, оптимальной температурой является 25-30°.[ ...]
При размещении клевера в севообороте следует учитывать, что он резко снижает урожай на кислых почвах. Хорошие условия для клевера создаются на нейтральных влагоемких почвах. Как влаголюбивое растение клевер плохо растет на рыхлых песчаных почвах, слабоудерживающих влагу. Непригодны для него кислые торфяные и избыточно увлажненные почвы с высоким уровнем грунтовых вод.[ ...]
После установления постоянного тока воды прибор-разъединяют с мерным цилиндром и извлекают из почвы. Для этого часть почвы около ограждающего элемента удаляют и лопаточкой подрезают образец почвы снизу. Прибор извлекают, придерживая почву в нем лопаточкой. Осторожно наклоняют прибор и сливают из него воду через отверстие в крышке поплавковой камеры. Затем прибор вместе с лопаточкой ставят на стол, отсоединяют поплавковую камеру и помещают ее для просушки в термостат. Ограждающий элемент снизу закрывают тампоном из 2-3 слоев марли и ставят на воздушно-сухую, предварительно просеянную через сито с отверстиями 0,25 или 0,5 мм почву на 1 ч для отсасывания из нее легкоподвижиой воды. По истечении часа патрон с почвой снимают и взвешивают вместе с поплавковой камерой.. После этого маленьким буром берут пробу для определения влажности (капиллярной влагоемкости) почвы; так же, как и при насыщении почвы в патронах снизу. На этом все взвешивания заканчивают, прибор освобождают от почвы, моют, сушат и смазывают.[ ...]
Закладка компостов. Подготовительная работа при закладке компостов сводится к отбору образцов почвы в поле (см. стр. 79), определению влажности почвы (см. стр. 81) и ее влагоемкости, тарированию стаканов, анализу и отвешиванию удобрений и проверке колебаний температуры в термостате. Методы определения влагоемкости почвы уже известны студентам техникума из практических занятий по почвоведению. Ниже описано, как узнать капиллярную влагоемкость (см. стр. 253).[ ...]
Потенциальную активность азотфиксации определяют в свеже-отобранных или воздушно-сухих образцах почв. Для этого 5 г освобожденной от корешков и просеянной через сито с диаметром ячеек 1 мм почвы помещают в пенициллиновый флакон, вносят 2% глюкозы (от массы абсолютно сухой почвы) и увлажняют стерильной водопроводной водой до влажности примерно 80% от полной влагоемкости. Почву тщательно перемешивают до получения однородной по влажности массы, закрывают флакон ватной пробкой и инкубируют в течение суток при 28°С.[ ...]
Определение ОВ в образцах нарушенного сложения. При постановке вегетационных опытов необходимо знать влагоемкость почвы, так как влажность почвы в сосудах задают в процентах от влагоемкости и в течение опыта поддерживают ее на определенном уровне.[ ...]
Формирование микробиологических ценозов и интенсивность деятельности микроорганизмов зависят от гидротермического режима почвы, ее реакции, количественного и качественного ¿остава органического вещества в почве, условии аэрации и минерального питания. Для большинства микроорганизмов оптимум гидротермических условий в почве характеризуется температурой 25-35 °С и влажностью около 60 % полной влагоемкости почвы.[ ...]
Если воду подавать снизу, то после капиллярного насыщения образца до постоянной массы можно таким же образом установить капиллярную влагоемкость почвы.[ ...]
Значительная часть торфяных болот Севера возникла на месте прежних сосновых и еловых лесов. На некоторой стадии выщелачивания лесных почв древесной растительности начинает не хватать питательных веществ. Появляется не требовательная к условиям питания моховая растительность, постепенно вытесняющая древесную. Нарушается водно-воздушный режим в поверхностных слоях почвы. В результате под пологом леса, особенно при ровном рельефе, близком залегании водоупора и влагоемких почвах, создаются благоприятные для заболачивания условия. Предвестниками заболачивания лесов часто являются зеленые мхи, в частности кукушкин лен. Их сменяют различные виды сфагнового мха - типичного представителя болотных мхов. Старые поколения деревьев постепенно отмирают, на смену им приходит типичная болотная древесная растительность.[ ...]
Повторность опыта с яровой пшеницей 6-ти кратная, с сахарной свеклой-10-ти кратная. Растения поливали водопроводной водой до 60% от полной влагоемкости почвы через один день по весу.[ ...]
Существуют два типа сосудов: сосуды Вагнера и сосуды Митчерлиха. В металлических сосудах первого типа полив производится по весу до 60 - 70% от полной влагоемкости почвы через впаянную сбоку трубку, в стеклянных сосудах - через стеклянную трубку, вставленную в сосуд. В сосудах Митчерлиха на дне имеется продолговатое отверстие, закрытое сверху желобом.[ ...]
Вес снаряженного стакана, который он должен иметь после поливки, вычисляют следующим образом. Допустим, тара (стакан с трубкой и стеклом) весит 180 г, навеска почвы (при влажности 5,6%) - 105,6 г, вес воды (при капиллярной влагоемкости почвы 40%) для доведения почвы до влажности 24%, что отвечает 60% приведенной влагоемкости,- 24 г, но приливают в стакан с почвой несколько меньше (за вычетом количества воды, уже находящейся в почве,- 5,6 г) - 18,4, или всего 304 г.[ ...]
Избыточное увлажнение можно устранить созданием мощного, хорошо окультуренного пахотного слоя и рыхлением подпахотного горизонта, что обеспечивает повышение влагоемкости почвы и просачивание влаги в нижние слои. Эта влага в засушливые критические периоды вегетации служит дополнительным резервом для выращиваемых растений.[ ...]
Содержание влаги резко возрастает, начиная с верхней границы капиллярной каймы и до уровня грунтовых вод. В верхней границе каймы оно обычно соответствует общей или предельной полевой влагоемкости. Однако для ирригационных целей необходимо определять влагоемкость почвы и при подаче воды сверху.[ ...]
После впитывания всей воды площадку и защитную полосу закрывают полиэтиленовой пленкой, а сверху соломой, опилками или другим мульчирующим материалом. В дальнейшем через каждые 3-4 дня отбирают пробы для определения влажности почвы через каждые 10 см на всю глубину изучаемого слоя до тех пор, пока в каждом слое установится более или менее постоянная влажность. Эта влажность и будет характеризовать полевую влагоемкость почвы, которую выражают в процентах к массе абсолютно сухой почвы, в мм или м3 в слое 0-50 и 0-100 см на гектар.[ ...]
В целях сохранения СЕДО оставляют нез астроенными прибрежные территории водотоков, сезонных стоков, водоемов, заболоченностей и участков местности с уклоном не более 1-2 %, которые затапливаются при половодьях и ливнях, включая участки с влагоемкими почвами.[ ...]
Опыты ставились в вегетационном домике Института биологии. Посев проводился семенами яровой пшеницы сорта ’’Лютесценс 758”. Опытные растения выращивались в сосудах емкостью по 8 кг почвен-но-песчаной смеси. Поливка проводилась по весу, из расчета 65% от полной влагоемкости почвы.[ ...]
Гумус определяется как комплексная и довольно устойчивая смесь коричневых или темно-коричневых аморфных коллоидных материалов, которые образуются из тканей многочисленных отмерших организмов вещества - из остатков разложившихся растений, животных и микроорганизмов. Своеобразные физико-химические свойства делают гумус важнейшим компонентом почвы, определяющим ее плодородие; он служит источником азота, фосфора, серы и микроудобрений для растений. Кроме того, гумус повышает катионообменную емкость, воздухопроницаемость, фильтруемость, влагоемкость почвы и препятствует ее эрозии [ 1 ].[ ...]
Очень важной операцией по уходу за растениями в вегетационном опыте является полив. Сосуды поливают ежедневно, в ранние утренние или вечерние часы, в зависимости от темы опыта. Следует отметить, что полив водопроводной водой не годится при проведении опытов с известкованием. Полив проводят по весу до установленной для опыта оптимальной влажности. Для установления необходимой влажности почвы предварительно определяют полную влагоемкость и влажность ее при набивке сосудов. Вес сосудов к поливу вычисляют, исходя из желательной оптимальной влажности, которая обычно составляет 60-70% полной влагоемкости почвы, суммируя веса тарированного сосуда, песка, добавленного снизу и сверху сосуда при набивке и посеве, каркаса, сухой почвы и необходимого количества воды. Вес сосуда к поливу пишут на этикетке, наклеенной на чехле. В жаркую погоду приходится поливать сосуды дважды, один раз давая определенный объем воды, а другой раз доводя до заданного веса. Чтобы иметь более одинаковые условия освещения для всех сосудов, их ежедневно во время поливки меняют местами, а также передвигают на один ряд вдоль вагонетки. Сосуды помещают обычно на вагонетки; в ясную погоду их выкатывают на открытый воздух под сетку, а на ночь и в непогоду увозят под стеклянную крышу. Сосуды Митчерлиха устанавливают на неподвижно закрепленных столах под сеткой.
Влагоемкостью почвы называется способность почв вмещать и удерживать в себе определенное количество воды.
Выполнение анализа: Берут цилиндр с сетчатым дном и взвешивают его. Взвешенный цилиндр наполняют на ¾ объема воздушно-сухой почвой и снова взвешивают.
Погружают цилиндр с почвой в сосуд с водой и доводят уровень воды в сосуде до уровня почвы в цилиндре. После того, как вода пропитает всю почву, дают стечь излишней воде, протирают увлажненную поверхность цилиндра, взвешивают и производят расчеты.
А = 100 (с - в) / (в - а)
где: А – влагоемкость почвы, %; а – масса пустого цилиндра, г; в – масса цилиндра с почвой до погружения в воду, г; с – масса цилиндра с почвой после насыщения водой, г.
Определение капиллярности почвы
Под капиллярностью понимают водоподъемную способность почвы по капиллярам из нижних слоев в верхние, которая зависит от ее механического состава, т.е. чем меньше частицы почвы, тем выше капиллярный подъем влаги. Высокая капиллярность нередко служит основной причиной сырости почвы, помещений, если не принимаются соответствующие меры (гидроизоляция).
Выполнение анализа: В штативе устанавливают ряд (в зависимости от образцов почвы) высоких 50 – 100 см стеклянных трубок диаметром 2-3 см с сантиметровым делением. Каждую трубку заполняют исследуемой почвой. Нижние концы трубок обвязывают полотном и погружают в ванночки с водой на глубину 0,5 см. По изменению окраски почвы следят за быстротой и высотой подъема воды, отмечая её уровень в сантиметрах через 5; 10; 15; 20 и 60 минут, а далее через каждый час до прекращения водоподъема.
Определение водопроницаемости почвы
Водопроницаемостью называется способность почвы проводить воду из верхних слоев в нижние. Водопроницаемость (фильтрационная способность) определяется количеством воды, просачивающейся через определенный слой почвы в единицу времени и зависит от размера ее зерен, наличия коллоидных частиц, а также от высоты слоя воды над ней.
Водопроницаемость песчаных почв – 5-8 мин, глинистых – 15 мин и более.
Выполнение анализа: Берут стеклянную трубку диаметром 3-4 см, высотой 25-30 см. Нижний конец трубки подвязывают полотном и наполняют сухой измельченной почвой до высоты 20 см, равномерно распределяя ее легким постукиванием о стенки трубки. Трубку с почвой укрепляют в штативе и наливают в нее воду, постоянно поддерживая высоту уровня воды над почвой в 4 см до появления первой капли прошедшей через матерчатое дно трубки. В ходе определения водопроницаемости отмечают время с начала заливания воды, и время появления первой капли. Разница во времени показывает быстроту прохождения воды через слой почвы в 20 см.
Запись результатов исследований
|
Номер пробы почвы |
Физические свойства почвы |
||||||
|
Температура, о С |
Порозность, |
Влагоемкость, |
Капилярность, |
Водопроницаемость, сек |
|||
