Меню

Абсолютная влажность почвы это отношение

О влажности, требуемой растениям и влагоемкости почвы

Для нормального роста растениям нужна вода. Основное количество воды растения берут из почвы. За тысячелетия выращивания различных культур накопилось понимание, какой культуре какая влажность нужна. Однако, только с возникновением научной агрономии этот накопленный опыт был систематизирован и выражен в цифрах и методах, которые может каждый повторить и получить такой же результат, вне зависимости от субъективных ощущений.

Итак, растениям нужна вода. Определить количество воды в почве довольно просто, если вы располагаете временем. Этот метод называет выпариванием. Для этого надо взять порцию грунта, точно его взвесить, после чего хорошо прогреть на умеренной температуре, например, 60-80 градусов, и снова взвесить. Разность веса и будет испарившаяся вода. Например, было 130 грамм, стало 100 грамм, значит 30 грамм была вода и абсолютная влажность грунта составляла 30г/100г = 30%.

Это старый и надежный способ, однако он не очень удобный, так как занимает много времени и требует энергии на выпаривание.

Есть надежные и точные профессиональные механизмы (тензиометры) для быстрого определения влажности, но их стоимость слишком высока для обычного огородника.

Как альтернатива дорогим устройствам повсеместно доступны дешевые измерители влажности почвы, которые надо втыкать в грунт, и они показывают какое-то абстрактное число. О таком устройстве пойдет речь ниже, а пока продолжим с теоретической частью.

Знание абсолютной влажности (далее АВ) грунта малополезно, так как никакое растение не сможет забрать всю влагу из грунта вплоть до 0% АВ. А до какого уровня АВ растения могут забирать воду из грунта зависит от его состава, структуры и других факторов. Поэтому, чтобы свести это все общим понятиям было введено понятие влагоемкости. Причем не одной влагоемкости, но несколько разных ее видов. Мы не будем рассматривать все. Рассмотрим две основные и это будет достаточно хорошим приближением, чтобы можно было принимать решение о поливе.

Полная влагоемкость — количество воды в почве, которую залили так, что воздуха в ней не осталось, а дальнейшую воду она удерживать более не может (вода стекает). Здесь информация о ней только для справки, практической ценности для нас не имеет, хотя, в некоторой литературе по выращиванию культур указана влажность почвы в процентах от полной влагоемкости. Наименьшая влагоемкость (НВ, она же общая влагоемкость — ОВ) – это то количество воды, которое почва удерживает, условно, не превращаясь в болото. Научное определение более точное, но для практики огородника лучшее понимание дает такое просто объяснение.

В советской литературе часто можно встретить влажность в % ППВ (полной полевой влажности). В ППВ учитываются некоторые эффекты почвы, но полученное значение мало отличается от НВ, поэтому простому огороднику вполне можно использоваться значение НВ.

Теперь, если подумать, то понятно, что разные виды почв при одной и той же абсолютной влажности будут иметь разную НВ (сравните суглинок и супесью). Для растений же максимальной точкой увлажненности почвы как раз и является наименьшая влагоемкость, так как большая влажность уже не дает возможность дышать корневой системе, т.е. продолжительная жизнь растения невозможна, кроме каких-то особенный культур.

По этой причине, когда в литературе или в справочниках указывают влажность почвы для какого-то растения, то имеют ввиду влажность в процентах от общей влагоемкости.

Поясню на примере.

Предположим абсолютная влажность 10%. Полученная наименьшая влагоемкость составила, например, 260 грамм на 1 кг почвы. Рассчитаем влажность почвы в процентах от НВ.

10% абсолютной влажности означают отношение воды к сухой почве составляет 0.1.
В/СП=0.1
Но, для 1 кг (берем 1 кг, так как для него рассчитаны данные по НВ, это удобно для сравнения)
В+СП=1 кг
Получаем
(1-СП)/СП=0.1
1-СП=0.1СП
1.1СП=1
СП=1/1.1
СП=0,91
В=0,091
Итак, воды в этом грунте содержится 91г на 1000г.
91г/260г=0,35=35% НВ

Читайте также:  Аквариум для выращивания гидропоники

Влажность грунта по наименьшей влагоемкости составляет всего 35%. Это очень низкое значение и редкое растение сможет нормально развиваться в таких условиях. Например, для картофеля требуется влажность в диапазоне 60-80%

Как же определить наименьшую влагоемкость? Это можно сделать довольно легко с вполне приемлемой точностью, но это займет пару дней.

Наберите 2-3 кг почвы в емкость и хорошо просушите ее в духовке при температуре 60-100 градусов в течение дня, перемешивая каждые пару часов. И оставьте в духовке остывать до следующего утра. Вы получите почву почти с нулевой абсолютной влажностью.

Найдите емкость объемом минимум 1-2л, в которой вы сможете сделать снизу отверстие. Сделайте в нем отверстие около 5мм. Засыпьте туда сухую почву (лучше целое число килограммов). Почва не должна высыпаться через отверстие. Если это происходит, то надо положить на него мелкую сетку. Уплотните почву в этой емкости, но без фанатизма. Равномерно заливайте воду, пока она не начнет литься из отверстия снизу. Дайте почве постоять минут 30, чтобы она вся пропиталась равномерно. Еще пролейте и дайте всей лишней воде уйти через отверстие. После того, как вода прекратит капать из отверстия, пересыпьте и взвесьте мокрую почву, чтобы определить сколько воды смогла удержать почва.

Например, у вас было 500 г почвы в начале, стало 630. Значит почва удержала 130 грамм и общая влагоемкость составила 260г на 1 кг почвы.

Влагоемкость почвы меняется очень медленно и если вы не вносили значительных количеств органики, то в течение сезона она будет стабильной. Поэтому достаточно один раз измерить ее в начале сезона и у вас будет точка отчета для всех измерений до следующего года.

Теперь, о том, как ускорить измерения влажности почвы.

Я купил дешевый прибор 3 в 1 на али экспрессе: https://aliexpress.ru/item/32900387780.html

По заявлению производителя он умеет измерять влажность, освещенность и PH.

На самом деле он измеряет только освещенность и проводимость почвы. Освещенность он измеряет в «попугаях», но их можно откалибровать по люксметру.

Измерение PH насколько сложная задача, что он в принципе не способен это сделать. Для этого покупайте обычные лакмусовые бумажки – лучше способа в домашних условиях нет.

А вот влажность его можно заставить измерять в адекватных единицах, есть провести калибровку для конкретной почвы.

Я снял видео, о том, как провести калибровку этого измерителя и подобных ему:

После проведения калибровки, вы сможете быстро получать примерное значение абсолютной влажности для почвы, по которой проводилась калибровка.

Если у вас есть датчик влажности для ARDUINO, то вы можете откалибровать его подобным же образом и тогда полив станет очень точным под требования растения.

Примеры измерений откалиброванным прибором показаны в этом видео

Проанализируем результаты замеров.

Рекомендуемая влажность почвы для картофеля 60-80%. Если мы знаем, что НВ это 260г на 1 кг почвы, 80% от 260 это 208г воды на 1кг и это 208/1000=20% абсолютной влажности. 60% НВ это 16% АВ. Таким образом, для картофеля на этих конкретных почвах требуется АВ от 16% до 20%, что эквивалентно показаниям на приборе от 5 до 9.

Для картофеля при НВ 20% рост останавливается, а при более 80% начинается гниение.

В показанном примере в наиболее сухих местах прибор показал значение 2, что соответствует примерно 10% АВ. 20% НВ это 5% АВ, так что рост еще не остановился, но воды уже критически мало и ожидать большой урожай без полива не приходится. Урожай особенно сильно пострадает, если полив не будет произведен в момент интенсивного роста клубней.

Для огурцов рекомендуемый диапазон 75-90%. Прибор показал 7. Это примерно 16-20%. 75% НВ это 20% АВ. Таким образом, на следующий день после полива у посаженных огурцов влажность грунта была на минимальном допустимом уровне.

Читайте также:  Вертикальная ферма для выращивания овощей круглый год как устроена

В теплицах под помидорами показания приборы были 4-6, что означает 15-20% АВ. Для томатов рекомендуется около 80% НВ, что для этой почвы эквивалентно 20% АВ. Казалось бы, томаты политы автоматической системой нормально. Однако, здесь надо внести поправку на грунт. В теплицах грунт несколько другой, более насыщен органикой, поэтому его значение НВ должно быть больше, а значит и влажно по НВ скорее всего окажется ниже 20%. Поэтому полив был увеличен. Но правильным было бы провести отдельную калибровку для этого грунта.

Дальнейший рост растений и урожай подтвердил все указанные измерения. Таким образом, даже дешевый и неточный инструмент при должной калибровке может быть надежным подспорьем в уходе за растениями.

Источник

Водные свойства почвы. Методы определения влажности почвы

К основным водным свойствам почвы относят ее водопроницаемость, водоудерживающую и водоподъемную способности.

Водопроницаемостью почвы называется способность почвы впитывать и пропускать через себя воду из верхних ее горизонтов в нижние. Ее можно разделить на две стадии. Первая стадия называется впитыванием и проявляется в более сухих почвах, когда свободные от влаги поры начинают заполняться водой. В течение периода впитывания водопроницаемость почвы под лесом значительно выше, чем в почве на открытой местности, что объясняется лучшей структурой лесных почв. С окончанием впитывания водопроницаемость лесных почв и прилегающих почв на открытой местности выравнивается.

Вторая стадия представлена фильтрацией. Она, как правило, проявляется во время обильных осадков. В это время в почве, которая уже полностью насыщена водой, влага начинает передвигаться под влиянием силы тяжести и градиента напора.

Водопроницаемость зависит от механического состава, содержания перегноя и оструктуренности почв. Интенсивность водопроницаемости почвы зависит от размера и количества пор. Легкие песчаные и супесчаные почвы, имеющие большое количество крупных пор, всегда отличаются высокой водопроницаемостью.

Водоудерживающая способность — это способность удерживать в своих порах воду. Для характеристики водоудерживающей способности почвы введено понятие ее влагоёмкости. Влагоёмкостью называют наибольшее количество воды, которое может удерживать почва с помощью тех или иных сил. Обычно она выражается в процентах от массы сухой почвы. Одним из факторов водоудерживающей способности почв является свойство почвенных частиц сорбировать на своей поверхности парообразную влагу. Такая способность почвы получила название гигроскопичности, а сама парообразная влага, удерживаемая на поверхности твердой фазы – гигроскопической.

Величина гигроскопической влажности зависит от удельной поверхности почвы, содержания в ней гумуса, состава обменных оснований и состава минералов. Чем выше влажность воздуха, тем больше гигроскопичность почвы. Гигроскопичность увеличивается с повышением гумусированности почвы и емкости поглощения катионов.

Максимальная гигроскопичная влажность (МГВ) – это наибольшее количество влаги, которое абсолютно сухая почва может поглотить из воздуха, почти полностью насыщенного парами (с относительной влажностью 100%). МГВ является очень важным показателем, так как с его помощью можно рассчитать влажность устойчивого завядания растений и соответственно запасы труднодоступной влаги в почве.

При относительной влажности воздуха более 80% сорбция водяных паров сопровождается конденсацией влаги на стыках между частицами почвы, что происходит из-за более низкой упругости водяного пара над вогнутой поверхностью. Поэтому почва, насыщенная до максимальной гигроскопической влажности, при соприкосновении с водой сохраняет способность притягивать ее новые порции. Такая влага, конденсированная на вогнутых поверхностях и удерживаемая почвой с меньшей силой, называется рыхлосвязанной водой.

Наибольшее количество прочносвязной влаги, которая может удерживаться на поверхности почвенных частиц с помощью сорбционных сил, характеризуется максимальной адсорбционной влагоёмкостью (МАВ). Этот вид влагоёмкости обычно на 30-40% меньше, чем максимальная гигроскопическая влажность.

Наибольшее количество рыхлосвязанной воды, которое почва может удержать с помощью сил молекулярного притяжения,называется максимальной молекулярной влагоёмкостью (ММВ). У песчаных почв ММВ не превышает 5-7%, а толщина плёнки вокруг почвенных частиц составляет несколько десятков молекул. У глинистых почв ММВ может достигать 25-30%, однако у них из-за меньшего диаметра пор пленка рыхлосвязанной воды может быть значительно тоньше.

Читайте также:  Весь урожай с символами

Полной влагоёмкостью (ПВ) называется наибольшее количество воды, которое может поглотить почва при полном заполнении всех ее пор. В таком состоянии почва может находиться длительное время лишь в том случае, если влага в крупных некапиллярных порах подпирается снизу грунтовыми водами. Если этого не происходит, то гравитационные воды стекают под действием силы тяжести вниз. В этом случае почва переходит в состояние увлажнения, называемое наименьшей (НВ) или предельно-полевой влагоемкостью.

Наблюдается в горизонте грунтовых вод, а также при чрезмерном увлажнении ее поливными водами или дождями ливневого характера.

Оптимальной влажностью для большинства сельскохозяйственных растений условно принято считать влажность, приблизительно равную 50% полной влагоёмкости почвы.

Наименьшая (НВ) или предельно-полевая влагоёмкость (ППВ) – это наибольшее количество влаги, которое может удерживать почва после стекания гравитационной воды при отсутствии слоистости почвы и глубоком залегании грунтовых вод. В хорошо оструктуренных тяжелых почвах значение данного показателя составляет 30-35% от массы сухой почвы, в песчаных почвах — 10-15%.

Наибольшее количество капиллярно-подпертой влаги, которое может удержать почва над уровнем грунтовых вод называется капиллярной влагоёмкостью (КВ). Эта влагоемкость зависит от количества капиллярных пор и глубины залегания грунтовых вод. Чем ближе к почве располагаются грунтовые воды, тем выше ее капиллярная влагоемкость.

Все виды влагоёмкости зависят от механического состава, содержания перегноя, структурности почвы. Почвы глинистые, структурные, с более высоким содержанием перегноя более влагоёмки, чем почвы песчаные, супесчаные, где меньше перегноя, хуже структура и более легкий механический состав.

Водоподъемная способность — это свойство почвы поднимать влагу по капиллярным порам из нижних слоев в верхние. Наиболее интенсивно вода передвигается за счет капиллярных сил в порах, диаметр которых находится в пределах 0,1-0,003 мм. С увеличением диаметра пор скорость поднятия воды увеличивается, однако высота ее подъема падает. Поры, размер которых менее 0,003 мм, как правило, заполнены связанной пленочной влагой и в них высота и скорость подъема воды заметно снижаются. Вода в таких порах передвигается как пленочная. Капиллярные силы начинают проявляться в порах диаметром менее 8 мм. Наибольшей капиллярной силой обладают поры размером от 100 до 3 мкм( микрон).

Влажность почвы подразделяют на абсолютную и относительную.

Абсолютная влажность — это общее количество воды в почве, выраженное в процентах по отношению к массе почвы.

Относительная влажность — отношение абсолютной влажности данной почвы к ее предельно-полевой влагоемкости.

По относительной и абсолютной влажности почвы определяют доступность почвенной влаги культурным растениям.

Влажность завядания растений — влажность почвы, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, то есть это нижний предел доступности растениям влаги. Зная абсолютную влажность и влажность завядания растений, можно рассчитать запас продуктивной влаги.

Продуктивная (активная) влага — количество воды сверх влажности завядания, используемое растениями для создания урожая. Так, если абсолютная влажность данной почвы в пахотном слое составляет 43 %, а влажность завядания — 13 %, то запас продуктивной влаги равняется 30 %. Для удобства определения количество продуктивной влаги выражают в миллиметрах водяного столба. В таком виде продуктивную влагу легче сопоставлять с количеством осадков. Каждый миллиметр воды на площади 1 га соответствует 10 т воды.

Содержание воды в почве обычно определяют весовым методом: навеску почвы высушивают при температуре 100. 105 °С и в зависимости от потери в массе рассчитывают влажность в весовых или объемных процентах по отношению к сухой почве.

Источник