Материал: Курс лекций (общее) (1)

81

в 24 – 40 %.

Потребность растений в известной степени может удовлетворяться грунтовой водой, поднимающейся по почвенным порам в верхний, корнеобитаемый слой почвы. Поступление такой воды зависит от уровня грунтовых вод, гранулометрического состава почвы, ее строения и структуры.Меньшее значение в приходной части баланса имеет конденсация водяных паров воздуха вследствие разницы температуры почвы и атмосферного воздуха. Этот процесс сильно выражен во время резкой смены температуры дня и ночи. Однако агрономическое значение имеет только та вода, которая конденсируется не на поверхности почвы, а на некоторой глубине, например, на границе рыхлого и плотного слоев почвы.

Поступление воды в почву зависит от ее водопроницаемости, то есть от свойства почвы впитывать и пропускать через себя воду. При малой водопроницаемости дождевая вода и особенно талая вода не успевает впитываться в почву и при неровном рельефе поля стекает по ее поверхности, унося с собой мелкие частицы, вызывая эрозию почвы. При отсутствии стока вода застаивается на поверхности, закрывая доступ воздуха в почву, чем приводит озимые растения к гибели. Водопроницаемость зависит от пористости и особенно от размера почвенных пор. Следовательно, чем больше пористость и крупнее поры, тем лучше водопроницаемость. В начале впитывания водопроницаемость больше, чем в последующие отрезки времени. По мере просачивания и насыщения почвы влагой происходит набухание почвенных коллоидов и уменьшение размера пор, а также разрушение неводопрочных агрегатов и уменьшение крупных межагрегатных пор. Производительным видом расхода воды является потребление ее культурными растениями. К непроизводительным расходам относятся испарение воды почвой, сток воды и снос снега с поверхности почвы, инфильтрация в грунтовые воды, потребление воды сорняками.

Одним из показателей расхода воды растениями является транспирационный коэффициент (ТК). Он выражается количеством воды, затрачиваемым растением в процессе образования единицы сухого вещества. Для определения ТК пользуются вегетационными и полевыми методами. Данный показатель дает лишь представление о количестве израсходованной воды в определенных условиях внешней

82

среды. Он позволяет более точно учесть количество израсходованной воды и синтезированного вещества во всех частях растения. Но результаты могут быть использованы только для расчетов в условиях, в каких производился опыт. При полевом методе учитывается весь расход воды из почвы за период вегетации, включая испарение с поверхности и другие потери влаги. Сухое же вещество учитывается только в надземных частях растений. Поэтому эту величину называют коэффициентом расхода воды. Величина ТК у разных видов сельскохозяйственных растений неодинакова (табл. 18). Он ниже у многолетних трав и ниже у однолетних злаковых, особенно просовидных культур. ТК зависит не только от вида растений, но и метеорологических и почвенных условий. ТК не может служить показателем засухоустойчивости растения, так как он определяется совокупностью физиологических свойств. Для расчета уровней возможных урожаев большое значение имеет суммарный расход воды посевами с единицы площади. Это общий расход воды на транспирацию, испарение почвой, инфильтрацию в грунтовые воды, сток воды и снос от посева растений до уборки урожая, выраженный в кубических метрах воды на 1 га, называемый суммарным водопотреблением (СВ).

Таблица 18 – Средний расход воды на образование 1 г сухого вещества, г.

Расход воды на одну тонну урожая (СВ : У = КВ) называется коэффициентом водопотребления. Потребление воды у различных культур неодинаковое. Оно зависит от почвенно-климатических условий, технологии возделывания и урожайности (табл. 6).

83

Таблица 19 – Влагообеспеченность сельскохозяйственных культур

2. Почвенный воздух

Все почвенные поры, в которых не находится вода, корни растений и микроорганизмы, заполнены воздухом. В большинстве почв, за исключением тяжелых, воздух заполняет более половины всех пор. В течение года эти колебания существенны. Чаще всего воздух содержится в крупных порах и только при сильном иссушении он проникает в средние и даже мелкие поры.

Достаточное содержание в почвенном воздухе кислорода является необходимым условием хорошего развития корневой системы культурных растений и большинства микроорганизмов, за исключением анаэробных. Почвенный воздух поглощает выделяемую микроорганизмами углекислоту, поскольку она не вступает в химические соединения. По своему составу почвенный воздух близок к атмосферному, т.к. в нормальных условиях между почвой и атмосферой происходит постоянный газообмен. Несмотря на это, почвенный воздух имеет две важные особенности:

1. Почвенный воздух содержит значительно больше СО2, чем атмосферный (около 0,3% по сравнению с 0,03% СО2 в атмосфере). В глубоких слоях почвы и при плохом газообмене в результате, например,

84

переувлажнения почвы или образования поверхностной корки содержание СО2 в почвенном воздухе может быть значительно выше. Оно может достигать 6 % при соответствующем снижении содержания кислорода до 15 %. Однако такая высокая концентрация СО2 токсична для корней растений и большинства аэробных микроорганизмов. При нормальной концентрации и урегулированном газообмене почвенная углекислота имеет большое значение для ассимиляции культурными растениями.

2.Почвенный воздух характеризуется более равномерным насыщением водяным паром. Относительная влажность почвенного воздуха, за исключением самого верхнего слоя почвы, всегда равна 100%. Это обстоятельство имеет важное значение для перемещения воды в почве в парообразной форме.

Достаточный объем воздуха и нормальный газообмен должны обеспечиваться агротехническими мероприятиями. Повышение содержания воздуха в почве достигается рыхлением ее, улучшением структуры почвы (внесение органических удобрений и извести), а на избыточно увлажненных почвах, в особенности натяжелых и с высоким уровнем залегания грунтовых вод, проведением осушения. Образующаяся во время вегетации растений корка на поверхности почвы должна своевременно разрушаться с помощью соответствующих обработок (культивация, боронование, частично прикапывание). Эти мероприятия одновременно способствуют и газообмену.

3.Способы регулирования водно-воздушного режима почвы

Задача регулирования водного режима почвы в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения в общем виде заключается в том, чтобы увеличить поступление воды в почву, создавая возможно больший и прочный запас ее и снижая до минимума потери. В зоне избыточного увлажнения главная задача состоит в удалении излишней воды (устранение переувлажнения почвы).

Потребность растений в воде обычно возрастает от посева до налива семян, но запасы влаги в почве, особенно в районах недостаточного увлажнения, от весны к лету уменьшается.

85

Рисунок 7 – Изменение потребности зерновых культур в воде (1) и запасов ее в почве (2).

Взависимости от климатических условий запасы влаги в почве изменяются по-разному. В зоне достаточного увлажнения осенние запасы обычно равны весенним и соответствуют наименьшей влагоемкости почвы. В районах неустойчивого и недостаточного увлажнения почва осенью обычно имеет малый запас влаги. Тем не менее, общее направление изменения запасов влаги отражено на рисунке правильно.

Первый способ радикального регулирования водного режима в засушливых районах – искусственное орошение. При орошении можно снабжать растения водой в те периоды, когда запас ее в почве истощается и влажность почвы приближается к влажности разрыва капиллярных связей. Урожай важнейших зерновых культур на орошаемых землях повышается в 2-3 раза и более.

Вторым способом регулирования водного режима является воздействие на микроклимат созданием в засушливых районах полезащитных, водоохранных и других лесных насаждений, искусственных водоемов и т.д.

Третьим способом регулирования водного режима состоит в использовании агротехнических приемов, способствующих накоплению, сохранению и рациональному использовании влаги в почве.

Врайонах недостаточного и неустойчивого увлажнения, где преобладает непромывной тип водного режима урожай сельскохозяйственных культур зависит от воды атмосферных осадков. Поэтому здесь первой задачей в регулировании водного режима будет