Какое значение имеет влажность почвы при ее обработке

Влажность Почвы И Ее Значение Для Развития Культур

Оптимальная влажность почвы – важное условие для обеспечения правильного роста культур и повышения урожайности. Влага необходима не только для восстановления водного баланса, но и для регуляции температуры. В процессе терморегуляции в растениях испаряется до 99% полученной влаги, а для формирования вегетативной массы используется лишь 0,2-0,5%. При этом оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур варьируется в зависимости от стадий роста и погодных условий.

Определенное количество влаги образуется в результате конденсации пара, топографических особенностей, типа вегетации и гидрогеологических условий. Задача фермера – сохранить естественную влажность почвы, максимально аккумулировать осадки и эффективно их распределить в зависимости от потребностей культур.

Значение Влажности Почвы Для Эффективного Выращивания Культур

Вода обеспечивает протекание всех физических процессов на планете Земля, как в атмосфере, так и в окружающей среде. Концентрация влаги в грунте зависит от уровня осадков, интенсивности впитывания вегетацией, температуры воздуха и других факторов.

Оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур – залог высокого урожая, поскольку растения не могут развиваться, если влаги в грунте недостаточно. Тем не менее, вода выполняет и другие функции:

• влажность влияет на аэрацию, степень салинизации и концентрацию токсических веществ;
• обуславливает структуру, пластичность и плотность грунта;
• регулирует температуру и теплоемкость;
• предотвращает выветривание;
• определяет время проведения полевых работ.

EOS Crop Monitoring

Управляйте полями с помощью спутниковых снимков с высоким разрешением – выявляйте изменения точно и оперативно!

Как Определить Влажность Почвы: Ключевые Параметры

В 2010 году Всемирная метеорологическая организация включила влажность почвы в перечень пятидесяти ключевых климатических переменных, рекомендованных для систематического наблюдения.

Значение влажности почвы определяется соотношением количества воды к определенному количеству грунта и выражается в процентном соотношении воды к массе или объему сухой почвы или дюймах влаги на фут грунта в глубину.

Потенциал (давление) почвенной влаги показывает, насколько вода удерживается в грунте. Этот параметр выражается в единицах измерения давления барах. Как правило, более сухой грунт впитывает большее количество влаги.

Доступная для растений влага – это количество воды, которую растение способно поглотить за определенный период времени. Доступная влага – это разница между максимальным количеством воды, которое может удерживаться в почве и тем пределом, когда растение уже не может извлекать из нее влагу. Оно выражается в дюймах доступной влаги на фут глубины грунта.

Соотношение содержащейся влаги к потенциалу не является универсальным и зависит от характеристик грунта определенного региона, например, текстуры и плотности. На основании значения доступной растениям влаги разрабатывается ирригационный план.

К сожалению, в понимании взаимосвязи между физическими и химическими свойствами грунта и его увлажненностью остается еще много неизученных вопросов.

Влажность Почвы И Методы Ее Определения

Как измерить влажность почвы? Процесс включает предварительный отбор образцов и их последующий анализ непосредственно в полевых условиях или в лаборатории.

Методы измерения влажности делятся на прямые, косвенные и дистанционные.

Прямые методы подразумевают извлечение влаги из образца грунта посредством испарения, вымывания или химической реакции. Влажность почвы рассчитывается путем сравнения массы испаренной влаги и сухой почвы.

Косвенные методы основаны на определении характеристик грунта в зависимости от степени его влажности, а также определении характеристик помещенных в него предметов (например, пористого абсорбера).

В дистанционных методах используются спутниковые данные, полученные благодаря отражательной способности поверхности грунта (отражению электромагнитного излучения в определенном спектральном диапазоне).

Альтернативные Методы Определения Почвенной Влажности

• радиоактивный – подсчет радиоактивных частиц;
• электрический – определение сопротивляемости, проводимости, индукции и емкости поглощения;
• тензометрический – измерение разницы давления сухой и влажной почвы;
• оптический – изучение отражения световых потоков;
• экспресс-методы – в основном, органолептические.

Формула Влажности Почвы

Наиболее широко используемые прямые методы – гравиметрические и волюметрические.

Содержание влаги в почве по гравиметрическому методу (%) = [масса влажной почвы – масса высушенной почвы (г) / масса высушенной почвы (г)] х 100;

Содержание влаги в почве по волюметрическому методу (%) = [объем воды (см3 / объем почвы (г см3)] х 100.

Влажность Почвы В Контексте Мониторинга Полей

Возможность прогнозировать влажность почвы повышает эффективность планирования полевых работ на всех стадиях роста растений и предполагает следующее.

Степень Влажности Почвы Определяет Оптимальное Время Посева Культур

Фермерам следует тщательно определить концентрацию влаги в грунте перед началом посевных работ. Оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур зависит от типа культур, типа почвы, региона, и иных показателей. Например, рис хорошо растет в водно-болотных угодьях, а такие растения как пшеница, горчица, картофель, бобовые чувствительны к чрезмерному количеству влаги и погибают в условиях длительных подтоплений.

Канола – довольно неприхотливая культура, однако требует четко спланированных дат высевания семян. Рапс – влаголюбивое растение, поэтому количество осадков должен быть не менее 280-300 мм за сезон. Несмотря на то, что всходы не укоренятся при отсутствии влаги, для ее обеспечения не следует увеличивать глубину заделки.

В случае, если в грунте содержится необходимое количество влаги на глубине по меньшей мере 50 мм, рекомендуется подождать, пока не пройдут дожди или высевать на глубине менее 50 мм, если осадки прогнозируются в скором будущем. Если же грунт прогрелся достаточно, допускается глубинная заделка, с высеванием во влажные слои.

При глубинной заделке норму высева семян нужно увеличить, по крайней мере, на 10%. В любом случае, для успешного прорастания посевов необходимы осадки в ближайшее время.

Прогнозирование И Мониторинг Засухи

Высыхание грунта непременно следует за атмосферной засухой, т.е. жарким периодом без осадков с влажностью воздуха менее 30-35%. Это проявляется как снижение запасов влаги вплоть до увядания растений, перегрева почвы и увеличением концентрации в ней токсических веществ.

Использование индекса влажности почвы (SMI), полученного в результате спутникового мониторинга дает возможность фермерам обеспечить продуктивность посевов. Данный индекс разработал Бергман в Национальной метеорологической службе в США в середине 1980-х годов для оценки масштабов засухи на глобальном уровне. Индекс определяет степень засушливости или увлажнения грунта и показывает, как недостаточное содержание в нем влаги влияет на урожайность культур.

Влияние Сельскохозяйственной Техники На Грунт При Высоком Уровне Влажности

Успешные фермерские практики предполагают отсутствие функционирующих машин на полях (движение, культивирование, посевные работы), если степень увлажнения чрезмерно высока, чтобы предотвратить уплотнение грунта и иные нежелательные воздействия на его структуру. Определить степень насыщения водой можно визуально, формируя в руке шарик из грунта. Тем не менее, технологически обоснованные методы являются более надежной альтернативой, и один из них – Crop Monitoring.

Важность Мониторинга Влажности Почвы

Crop Monitoring – надежная платформа для агробизнеса на основе спутниковых данных, которая облегчает ведение сельскохозяйственных работ на всех этапах выращивания культур. Данные по зонированию, о состоянии посевов, продуктивности операций, погодных условиях и функционировании техники дает возможность принимать обоснованные и успешные решения.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) является эффективным инструментом, который предоставляет фермерам подробную информацию по всем вышеперечисленным аспектам.

Карты влажности почвы помогают получить все необходимые данные всего за несколько кликов. Для этого сохраните поле и дождитесь завершения процесса расчета карты. В результате в вашем распоряжении будет карта с легендой, которая описывает значения каждого пикселя и график (кривая содержания влаги в грунте). Пользователь может анализировать эту кривую на различных уровнях (слоях), определять зоны подтоплений и анализировать исторические данные за пять лет по разным регионам. Таким образом, фермеры могут сравнивать результаты. Карта поля выглядит следующим образом.

Контроль влажности грунта и ее прогнозирование являются важными аспектами для обеспечения роста растений. Точный мониторинг позволяет планировать внесение удобрений и других ресурсов. Современная технология Crop Monitoring позволяет отслеживать концентрацию влаги в почве грунте автоматически. Полученные данные помогают поддерживать содержание воды на необходимом уровне путем ирригации и таким образом, обеспечивают высокий урожай.

Значение Влажности Почвы И Применение Crop Monitoring

Платформа Crop Monitoring позволяет узнать состояние поля, и степень увлажненности грунта в том числе. Полученная информация дает возможность оценивать текущую ситуацию и составлять график проведения последующих операций, а также минимизировать риски.

• Определить сроки высевания культур (например, рапс не рекомендуется заделывать в сухой (недостаточно увлажненный грунт). В этом случае даты посевов не соблюдаются.
• Прогнозировать и отслеживать засушливые периоды (по индикаторам атмосферной влажности и влажности грунта).
• Ограничить функционирования техники на полях. Движение машин затруднено, если грунт избыточно влажный.
• Оценить риски (для страховых компаний). Степень влажности почвы указана в индексе. Если показатель ниже определенного значения, то это повод для беспокойства и страховые агенты должны быть вовремя оповещены.

Таким образом, мониторинг влажности почвы полезен не только фермерам, но и другим сторонам, заинтересованным в агробизнесе.

Источник

Влажность почвы как важный фактор в системе обработки.

Влажность почвы. Наилучшие условия для роста и развития растений достигается при наличии достаточного количества влаги в корнеобитаемом слое.

В естественном состоянии ненарушенной почвы вода сосредоточься внутри капиллярных каналов, образованных остатками корневой системы, ходами червей, насекомых и тому подобное. По мнению А. И. Калинина, знание закономерности движения почвенной влаги позволяет выбрать такие технологические приемы системы земледелия, применение которых не нарушив его, и обеспечивает наиболее благоприятные условия для развития корней растений.(173) Комплекс почвообрабатывающих машин, по его мнению, должен отвечать следующими условиями:

• Создание внутри почве разветвленную сеть капиллярных канал ,пронизывающих вертикально пахотные и под пахотные горизонты;

• Сохранять мелкокомковатую структуру почвы в корне обитаемом слое в течение всего периода вегетации;

• В осенний период формировать значительный запасы влаги в нижних горизонтах с целью активизации процесса саморазуплотнения почвы зимой;

• Способствует созданию на поверхности почвы термоизолирующего и влагаккумулирующего слоя, которые помогают избегать резких перепадов температур, а так же снизить активность протекания эрозийных процессов.

Эти требованиям наиболее полно системы безотвальной обработки почвы.

Исследованиях И. Г. Мельцеваи А. М. Блинова более высокая влажность дерново-подзолистой почвы отмечалось на варианте безотвальным рыхлением 26 -28 см и более низкая- с фрезерованием почвы(308). Согласно В. И. Макарову, Ф. И Грязиновой и В. Г Кириллову чизельное рыхление под пахотного слоя осенью, благоприятно воздействует на водно — физические свойства дерново -подзолистые почвы(281). А В. Н. Шептухов, М. М. Галкина и А. Н. Нестерова своих исследованиях отмечали увеличение запасов влаги в осенне-весенний период при глубокой обработках(519). В условиях Не черноземной зоне это обстоятельство при дезагрезации структуры почвы осенне — весенний период и низкая несущая способность приводит к удлинению сроков созревания почвы, задержанию посева яровых культур.

В опытах А. А. Борина(55,56), в пехотном слое влажность почвы при безотвальной обработке была несколько выше, что связанно с отсутствием оборота пласта и потерей влаги через испарение её с поверхности. Это объясняется тем, что при отвальной вспашке почва глыбистая, а, следовательно, и теряет больше влаги(169).

Влажность почвы 1 учёт. Бутрево(2014 г.)

Рассмотрев показания влажности почвы “Без гербицидов” в первый учет , в верхнем слое почвы от 0 до 10 см не выявило значимых изменений. В последующем слое от 10-20 см, влажность так же не выявило значимых изменений. При измерения слоя от 0-20 см, можно выделить варианты, с повышенной влажности почвы. Это вариант с отвальной обработкой, среднеинтенсивным биологизированным удобрением. И вариант с поверхностной обработкой и рыхлением как среднеинтенсивная биологизированная, так и высокоинтенсивная биологизированная система удобрения. Минимальная влажность почвы зафиксирована варианте с поверхностной с рыхлением обработки и система удобрения экстенсивная биологизированная .

Изучив вариант “С гербицидами”,минимальная влажности почвы в слое от 0-10 см заметно отличается от остальных во варианте, поверхностно-отвальная обработка почвы и среднеинтенсивная биологизированная система удобрения.

Применение различных обработок почвы не выявило существенных различий.

Влажность почвы 2 учёт. Бутрево(2014 г.)

Применение различных фонов питания не выявило значительных изменений во влажности почвы на варианте “Без гербицидов”.

На варианте 0-10см и на 0-20см, где использовали поверхностную с рыхлением обработку “С гербицидами”, а так же на средне интенсивной и биологизированом фоне питания мы видим достоверное увеличение влажности почвы.

Использование отвальной обработки, при средне интенсивной биологизированной системы удобрений мы получили в, течение опыт, а наименьшую влажность почвы.

Влажность почвы 3 учёт. Бутрево(2014 г.)

. (КАК ОПРИСЫВАТЬ ВСЕ ЗВЕЗДОЧКИ. ПРИЧИНА??)

Влажность почвы средняя по учётам. Бутрево(2014 г.)

Изменение влажность почвы, средняя по 3 учетам. По исследуемой работе в опыте “Без гербицидов”, мы не выявили большого изменения влажности почвы. Наше внимание обратил вариант с поверхностой обработкой почвы, в нем зафиксировано понижение влажности, при экстенсивном биологизированном фоне питания.

Рассмотрев варианты “ С гербицидами” в слое от 0-10см было обнаружено понижение влажности в системе обработки поверхностно-отвальная, где использовали среднеинтенсивные биологизированные удобрения.

Повышение влажность в первом слое “ С гербицидами” , было установлено при поверхностной с рыхлением обработки и среднеинтенсивной биологизированныой системе удобрения.

В слоях почвы 10-20см и 0-20см, в показаниях не было найдено существенных различий влажности почвы. АНАЛИЗ :

Влажность почвы. Бутрево.2014. Учёт 1

Про анализируемых данных влажности 1 учет, дерново-подзолистой почвы. Факторы обработки почвы и факторы с гербицидами не дали существенной разницы.

Факторы с системой удобрение, дали изменения влажности почвы. Они повлияли на повышения влажности, в слое 0-20 см при высокоинтенсивной биологизированной системе удобрений. В слоях 10-20см, 0-20см, при среднеинтенсивной биологизированной так же замечена наиболее влажность почвы.

Влажность почвы. Бутрево.2014. Учёт 2

При учете №2 влажности почвы, изучая факторы: обработки почвы, удобрения и гербициды , влажность повысилась при поверхностной обработки, в слое 10-20 см.

Применение различных не выявило значительных изменений изучаемого показателя

Влажность почвы. Бутрево.2014. Учёт 3

При анализе влажности почвы, учета №3 была достигнута минимальная влажность во вариантах с поверхностно-отвальной обработки, в слоя: от 0-20см и 10-20 см .

Влажность почвы. Бутрево.2014. Среднее.

Применение различных факторов не выявило значительных изменений изучаемого показателя

7. Исследование твердости почвы и его роль в урожайности рапса

Твердость почвы представляет собой способность почвы противостоять расклинивающему влиянию извне. Поскольку твердость почвы находится в функциональной связи с размером составляющих почвенных агрегатов и плотностью, а так же непосредственно определяет условия произрастания растений, применение её в качестве критерия обработки является обоснованным(103).

Опыт К. И. Самарина и Н. А. Старовойтова(422) показали, что твердость почвы на плоскорезной и поверхности обработках в фазу колошения ржи выше — на 10-12 кг\см2 по сравнению со вспашкой даже при благоприятной влажности почвы. Они же на 6-8 год проведения поверхностных обработкок наблюдали заметное негативное изменение твердости почвы, выявляющее потребность в её механическом разрыхлении.

А. И. Пупонин и Н. Ф. Хохлов наибольшую твердость слоя 0-20 см под зерновыми культурами отмечали в варианте с ежегодной обработкой на 8-10 см. Чередование в системе основной обработки вспашки на 28-30 см и на дисковой обработки на 8-10 см, по их мнению позволяло поддерживать твердость почвы на среднем уравнения, близком к контролю. Сочетания глубокого чизелевания с традиционными приемами обработки снижало твердость пахотного слоя в среднем за вегетации картофеля на 13,7%, а сочетания его пред посадочным фрезерование на 23,3%(401).

В опыте Н. А. Старовойтова, твердость почвы в вариантах с поверхностной обработкой оставалось выше, чем при вспашки(458). Более рыхлой почва была лишь в слое 0-10 см, что объясняется, по мнению К. И. Самарина и В. Н. Федорищева, разрыхляющим действием рабочих органов сельскохозяйственных орудий и большим накоплением в этом слое растительных остатков предшествующих культур. А Э. В. Маттиа и Г. Ю. Федоров наблюдали даже увеличение твердости почвы в слое 0-10 см при применении поверхностной обработки в 1,3 раза(299).

Согласно мнению автора Н. М. Кувшинова(299): «замена вспашки она 20-22 см безотвальными обработками на 28-30 см способствовала некоторому снижению твердости почвы».

Стоит уделить внимание многолетнему действию различных систем обработки почвы на твердость почвы. На 35-й год исследований в опытах РГАУМСХА дизельная обработка, проводимая на делянках ежегодно, способствовала увеличению твердость почвы на глубине 20 см. Возможно что связано с большим количеством глыбистой фракции в целом по слою 0-30 см.

На глубине 10 и 15 см отмечается тенденция роста овальной к нулевой и поверхностной обработки с минимальными значением на ежегодной дизельной. На глубине 5 см максимальное значение твердости наблюдалось на делянках, где проводилась ежегодная поверхностная обработка. Минимальное значение. Твердости в этом слое на делянках с ежегодной нулевой обработках.

Твердость почв как важный физико-механический и технологический показатель, характеризующий прочность почв по отношению к росту корней или рабочему органу почвообрабатывающей машины, должен найти более широкое применение в исследования х и практике обработке почв. Для расширения возможностей использования этого показателя рекомендуется применять сменные плунжеры в твердомерах — кроме наиболее распространенного плоского цилиндрического., также конус, клин и шар. Измерение сопротивления почвы проникновению в неё разнообразных плунжеров позволяет обосновать наименее энергоемкий рабочий орган для крошения переуплотненых почв.
Твердость почв, измеряемая в дополнение к плотности сложения, является перспективным индикатором для установлении глубины и интенсивности обработки , особенно в целях точного земледелия. Предложенны некоторые нелинейные педотрансферные модели, связывающие твердость и плотность сложения, которые требуют дальнейших исследования. Одной, двух-, трехмерные твердограммы являются высокоинмеханического и технологического состояния обрабатываемого слоя.
Перспективы изучения твердости также следуют связать с возможностями принципиального другого способа её измерения в режиме on-line, что предусматривает проведения соответствующих определений синхронного с проведением обработки или непосредственно перед ней без отбора образцов и лабораторных процедур. Подобные подходы в настоящее время в мире активно развиваются.(а1)

Источник