Как регулировать водный режим почвы

Водный режим почв методы его регулирования.

Водный режим почвы

Запасы воды в почве непрерывно изменяются. Они пополняются атмосферными осадками Р, притоком грунтовых вод Пг и поверхностных вод Пп, внутрипочвенной конденсацией влаги К и расходуются на транспирацию растений и испарение с поверхности почвы Е, на отток грунтовых вод Qr и поверхностный сток с данного массива S. Если обозначать прибыль или убыль почвенно-грунтовых и поверхностных вод ΔW, то водный баланс почвы за рассматриваемый период можно выразить уравнением: ΔW =P+Пп+Пг+K-(E+ Qr+S); Все слагаемые уравнения выражают в мм или в м3/га: 1 мм = 10 м3/га. Водный режим почв различен и определяется климатическими; геоморфологическими (рельефными), гидрогеологическими, биологическими (растительный покров) факторами, водно-физическими свойствами почвы, производственной деятельностью человека. Водным режимом почвы называют совокупность всех процессов поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания и расхода. Количественной характеристикой водного режима почвы является ее водный баланс. К основным источникам водного баланса относят осадки и грунтовые воды. Кроме того, дополнительными источниками увлажнения почвы служат поверхностный приток и влага, конденсирующаяся из паров воды. Расходные статьи водного баланса состоят из физического испарения воды поверхностью почвы, влаги, затраченной на транспирацию (десукцию) растениями, воды, теряющейся в результате поверхностного и внутрипочвенного бокового стоков, а также инфильтрирующейся в почвенно-грунтовую толщу.

Типы водного режима почв. В различных почвенно-климатических зонах и на отдельных участках местности водный баланс складывается по-разному. Выделяют несколько основных типов водного режима: застойный (мерзлотный), промывной, периодически промывной, непромывной и выпотной.

Коэффициент увлажнения, показывающий отношение годового количества осадков к испаряемости, используют для установления типа водного режима.

Испаряемость — это количество воды, которое может испариться с открытой водной поверхности за определенный период времени.

Застойный (мерзлотный) тип характерен для почв тундры, где многолетняя мерзлота выполняет роль водоупора. Оттаивающая летом почва насыщена влагой большую часть вегетационного периода.

Промывной тип характеризуется ежегодным промачиванием атмосферными осадками всей почвенной толщи до грунтовых вод. Этот тип водного режима свойствен почвам таежно-лесной зоны, влажных субтропиков и тропиков, где осадков выпадает больше, чем испаряется влаги из почвы

Периодически промывной тип присущ почвам лесостепной зоны и характеризуется промыванием почвы до грунтовых вод в годы, когда сумма осадков превышает испаряемость.

Непромывной типхарактерен для черноземов, каштановых, бурых почв и сероземов, где испаряемость превышает сумму атмосферных осадков. Почвы и подстилающие породы никогда не промываются до грунтовых вод. Между верхним промачиваемым слоем и границей капиллярной каймы грунтовых вод находится «мертвый» горизонт с постоянной влажностью, близкой к влажности завядания

Выпотной тип возникает в засушливых районах, где испаряемость значительно превышает сумму осадков. Недостаток влаги пополняется за счет грунтовых вод. Если грунтовые воды минерализованы, то происходит засоление почв В зависимости от водного режима формируются автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные почвы.

Сезонно-мерзлотный — распространён в регионах, где максимум осадков приходится на летний период и они промачивают почву до уровня грунтовых вод Зимой при этом почва промерзает на глубину более трёх метров, полностью оттаивая лишь в июле-августе. До этого времени водный режим местности носит все черты мерзлотного типа.

Эрозионно-промывной — на участках, подверженных водной эрозии.

Застойный — распространён на заболоченных участках. Все поры почвы оказываются заполненными водой, испарению препятствует специфическая растительность (сфагновые мхи и др.).Характерные почвы: болотные.

Намывной — при ежегодном продолжительном затоплении территории во время разлива рек.

Характерные почвы: аллювиальные (пойменные)

Регулирование водного режима почв. Комплекс мероприятий по регулированию водного режима почв проводят для устранения неблагоприятных условий водоснабжения растений. Его разрабатывают с учетом конкретных почвенно-климатических условий.

Болотные почвы требуют осушительных мероприятий путем устройства открытого или закрытого дренажа. Минеральные гидроморфные (заболоченные) почвы, в которых наблюдается длительный застой воды, затрудняющий или исключающий рост и развитие сельскохозяйственных культур, также подлежат осушению. Однако эти почвы можно использовать в сельском и лесном хозяйстве без дренажа, если они находятся на начальном этапе проявления признаков гидроморфизма. Водный режим почв с временным избыточным увлажнением регулируют такими агротехническими приемами, как гребневание, бороздование, выравнивание поверхности почвы и нивелировка микро- и мезопонижений, в которых застаивается вода, и др. При создании глубокого пахотного слоя, рыхлении подпахотного горизонта увеличивается влагоемкость и улучшаются водный, воздушный и питательный режимы в корнеобитаемом слое. В условиях недостаточного увлажнения применяют различные мероприятия, направленные на накопление, сохранение и рациональное использование влаги в почве. Эффективный способ влагонакопления — задержание снега и талых вод. Лесные полосы, кулисные растения, стерня, валы из снега предохраняют снег от сдувания в зимнее время, увеличивают запасы влаги в почве. Полезащитные лесные полосы также уменьшают испарение влаги с поверхности почвы. Вспашка поперек склона, обваловывание, лункование, прерывистое бороздование и другие приемы способствуют уменьшению поверхностного стока воды. Для снижения физического испарения применяют поверхностное рыхление почвы весной. При бороновании происходит разрыв почвенных капилляров, что обеспечивает «закрытие» влаги и сохранение ее в корнеобитаемом слое. Основной способ улучшения водного режима в засушливых зонах — орошение. Наряду с регулярным орошением поверхностным, подпочвенным способами и дождеванием большое значение имеют приемы разового лиманного и паводкового орошения, а также влагозарядковые поливы.

Коэффициент транспирации у различных растений зависит от водного режима, способов обработки почвы, сортовых особенностей растений и других факторов. При этом наблюдается такая закономерность: с увеличением сухости климата транспирационный коэффициент возрастает, а в более влажных северных районах он снижается.

Источник

Методы и способы регулирования водного режима

В зависимости от типа водного питания переувлажненных земель и хозяйственного их использования применяются различные методы и способы их осушения или регулирования водного режима. Под методом осушения следует понимать пути удаления избыточной воды из пор почвы и с ее поверхности. Метод осушения определяет направленность мелиоративных мероприятий.

Читайте также: Эко парник для дома

Основные методы регулирования водного режима

Ускорение поверхностного стока или регулирование стока поверхностной воды. Этот метод применяется при атмосферном типе водного питания, когда почва переувлажняется с поверхности атмосферными осадками или водами от разлива рек и ручьев (русловое водное питание). Метод используется при осушении тяжелых, плохо проницаемых почв, естественных луговых угодий и пастбищ. В случае выращивания пропашных культур просочившая с поверхности вода должна отводиться из пахотного слоя. Когда почва объекта избыточно увлажнена только в верхних горизонтах, а нижние слои увлажнены недостаточно и это переувлажнение наблюдается непостоянно, а в отдельные периоды (рано весной, поздно осенью, в период выпадения обильных дождей) избыток воды не отводится с участка, а переводится в нижние недостаточно увлажненные слои почвы, т.е. осуществляется перераспределение влаги по вертикали.
Метод ускорения внутреннего стока (понижение уровня грунтовых и грунтово-напорных вод) используется в тех случаях, почвы участка избыточно увлажняются грунтовыми или грунтово-напорными водами, выклинивающими близко к дневной поверхности (грунтовое водное питание). Он применяется на почвах легкого гранулометрического состава и низинных торфяниках. Избыточная грунтовая вода удаляется через толщу подпахотного слоя.
Ограждение осушаемой территории от притока поверхностных или грунтовых вод. При поступлении воды, стекающей по поверхности с вышележащего водосбора (намывной тип водного питания), когда грунтовые воды на переувлажнение не влияют (залегают глубже 3 м), всю или часть притекающей воды на участок извне стараются перехватить и не допустить на осушаемую площадь, а сток избытка воды с самой территории ускорить.
Комбинированный метод (сочетание нескольких методов осушения) используется при смешанном водном питании. В практике мелиоративного строительства этот метод применяется наиболее часто, так как участки могут иметь особенности и разнообразие по типам водного питания, причинами переувлажнения, видам почв и растений.
Особые методы регулирования водного режима почв: обвалование русла рек, понижение уровня воды и увеличение пропускной способности рек, заиливание (повышение дна низин, кольматаж песчаных и галечниковых земель и т.д.).

С учетом метода осушения устанавливается тот или иной способ осушения. Под способом осушения понимают устройства, отводящие избыточную воду (каналы, дренаж, закрытые собиратели, ложбины, агромелиоративные мероприятия и др.). Это конкретная система гидромелиоративных мероприятий, направленная на реализацию методов осушения. Способ осушения назначают в соответствии с типом водного питания, выбранным методом, использованием земель и с учетом технических возможностей осуществления данного способа.

Таблица 6. Методы и способы осушения в зависимости от типа водного питания болот и заболоченных земель

Тип водного питания	Методы осушения	Способы осушения
Атмосферный	1.Ускорение и отвод поверхностных вод

2.Перераспределение поды по почвенному профилю в активном слое почвы 1.Сеть открытых или закрытых собирателей ложбины, борозды.

2.Агромелиоративные мероприятия (углубление активного слоя почвы, рыхление подпахотных горизонтов, кротование, гребневание. Грунтовый и грунтово-напорный 1.Понижение уровня грунтовых вод и напорности подземных вод

2.Перехват грунтового притока 1.Закрытый горизонтальный дренаж. Вертикальный дренаж. Редкие глубокие каналы.

2.Ловчие каналы (дрены). Намывной Ограждение осушаемой территории от поступления паводковых и поверхностных вод 1. Обвалование территории, сеть нагорных каналов

2. Обвалование разливающихся в паводок рек, регулирование (водоприемника) рек: понижение их уровня, увеличение их промежуточной способности.

Таблица 7. Способы осушения переувлажненных земель в зависимости от сельскохозяйственного использования

Природные условия	Сельскохозяйственное использование земель
Природные условия	Под пропашные культуры	Под зерновые культуры	Под пастбища	Под луговые угодия
Легкие, минеральные почвы, подстилаемые водопроницаемые грунтами	Систематический или выборочный дренаж	Систематический или выборочный дренаж или сеть каналов	Систематический или выборочный дренаж	Сеть тальвеговых каналов или открытых каналов
Средние минеральные почвы, подстилаемые водопроницаемые грунтами	Систематический дренаж или система закрытых собирателей или комбинированный дренаж	Систематический или комбинированный дренаж или редкая сеть каналов	Систематический дренаж или система закрытых собирателей или комбинированный дренаж	Сеть тальвеговых каналов или систематическая сеть каналов с агромелиоративными мероприятиями.
Тяжелые минеральные почвы, подстилаемые водопроницаемые грунтами	Сеть из закрытых собирателей	Комбинированная сеть или редкая сеть каналов в сочетании с агромелиоративными мероприятиями	Сеть из закрытых собирателей или комбинированная сеть	Сеть каналов или редкая сеть каналов в сочетании с агромелиоративными мероприятиями.
Торфяные почвы	Систематический или выборочный дренаж или редкая сеть глубоких каналов	Систематический или выборочный комбинированный дренаж или сеть глубоких каналов	Систематический или выборочный дренаж или комбинированный дренаж	Сеть каналов или редкая сеть глубоких каналов

К освоению выработанных торфяных месторождений следует приступать как можно раньше после окончания добычи торфа и завершения мелиоративного устройства территории. Запаздыванием с рекультивацией приведет к зарастанию площади кустарником, мелколесьем, сорной растительностью Интенсивное рыхление вспаханного пласта содействует проникновению в .

Наибольшие площади нарушенных земель связаны с торфоразработками. При разработке торфяников на топливо, удобрение, подстилку, с целью использования торфа в химической промышленности на месте выработанных торфяников остаются карьеры, покрытые слоем остаточного торфа мощностью до нескольких десятков сантиметров, подстилаемые минеральным грунтом. .

К тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева, масса атомов которых составляет более 50 атомных единиц. Часть из них (медь, цинк, молибден, марганец). Получивших название микроэлементов, играют важную роль в жизни растений. Они входят в состав многих ферментов, являясь катализаторами .

Рекультивация-комплекс мероприятий по восстановлению нарушенных человеком в процессе природопользования и иной антропогенной деятельности свойств почв- земель для последующего их использования и улучшения экологического состояния. Объекты рекультивации: нарушенные земли, то есть территории, на которых разрушены или полностью уничтожены .

Загрязнителем почвы может быть любой физический агент, химической вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, превышающих свою обычную концентрацию. Основной показатель, характеризующий воздействие загрязняющих веществ на окружающую среду – предельно допустимая концентрация (ПДК). .

Источник