Оптимальная влажность почвы для обработки

Mse-Online.Ru

Оптимальная влажность почвы

Оптимальная влажность почвы — влажность, при которой корневая система растений не испытывает недостатка влаги, необходимой для их роста и развития.

Оптимальная влажность характеризуется двумя значениями, в пределах которых должна изменяться влажность в корнеобитаемом слое почвы. Верхний предел допустимой влажности почвы определяется минимальным значением ее аэрации. Влажность почвы не должна превышать 60…70 % полной влагоемкости (пористости) при выращивании овощных культур, 70…80 % — зерновых культур и 80…85 % — трав.

Нижний предел допустимой для растений влаги в почве, при достижении которого может произойти устойчивое увядание растения, зависит от сосущей силы его корней и характера почвы. Растение может взять из почвы только ту влагу, которая удерживается капиллярными и молекулярными силами под давлением, меньшим, чем сосущая сила растений.

С ростом растений сосущая сила увеличивается, а при их старении — постепенно уменьшается. Нижний предел доступной влаги зависит от влажности завядания растений, он колеблется в широких пределах в зависимости от почв, их механического состава, а у торфяных почв — от степени разложения и зольности торфа.

Нижний предел оптимальной влажности приближенно оценивается в зависимости от вида почв и растений следующими величинами: для трав —50…60 % пористости, для зерновых—45…50 %, для овощных и технических культур —40…45 %.

Оптимальная влажность почвы при выращивании сельскохозяйственных культур на осушаемых землях с учетом вышеизложенного составляет 40—85 % пористости почвы, или 60..100 % предельной полевой влагоемкости почвы (ППВ). При этом большие значения соответствуют влаголюбивым культурам (травы, овес), тяжелым минеральным (глины) и торфяным почвам низинных болот, меньшие — засухоустойчивым культурам (многие овощи).

Оптимальная влажность почвы изменяется в процессе вегетации растений: в период всходов влажность должна быть больше, чем в период созревания сельскохозяйственных культур.

Оптимальная влажность должна быть обеспечена в активном слое почвы, толщина которого зависит от глубины проникновения корней растений и плодородия почвы по ее профилю. На осушаемых землях корневая система растений редко проникает на глубину более 80…100 см, за исключением отдельных видов трав (например, кострец). Мощность активного слоя почвы, в котором должна поддерживаться влажность в оптимальных пределах, составляет 20…30 см в начале вегетации, 30…50 см в середине и до 50…80 см в конце вегетации растений.

Источник

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

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.

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

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