Контроль запасов продуктивной влаги в почве – как это делается
Почему стоит проверить, не испытывает ли жажды ваша почва
Почвенная влага является практически единственным источником влагообеспечения наземных растений. Изучение влажности почвы в ее сезонной и многолетней динамике — необходимая часть экологических, агропочвенных, почвенно-генетических исследований.
Влажность почвы характеризуется отношением массы содержащейся в почвенном образце влаги к массе подготовленного и высушенного образца и выражается обычно в процентах.
Основным, наиболее распространенным и надежным методом определения влажности почвы в лабораторных условиях является термостатно-весовой метод. Термостатно-весовой метод определения влажности заключается в измерении веса влаги, содержащейся в образце.
Отбор образцов для определения влажности производят в полевых условиях по генетическим горизонтам почвенного разреза, или из скважин через каждые 10 см с помощью почвенного бура или лопаты, на глубину зависящей от целей исследования.
Образец отбирается ножом или стамеской из нижней части бура или нижней границы горизонта, в предварительно взвешенный сухой алюминиевый бюкс. Бюкс немедленно закрывают крышкой и убирают. В лаборатории бюксы с влажной почвой взвешивают, сушат в сушильном шкафу при t=105°С в течении 6-8 часов. Достав из шкафа сразу накрывают крышкой во избежание поглощения почвой влаги из окружающей среды, охлаждают и взвешивают.
Специалистами отдела агрохимии и токсикологии Волгоградского филиала ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора», на основании договорных отношений, проведено обследование десяти полей землепользователя в Киквидзенском районе, на которых было отобрано 100 почвенных проб для определения содержания продуктивного запаса влаги в метровом слое. По результатам анализа заказчику вручены протоколы лабораторных испытаний и материалы обследования пахотных земель.
(Источник и фото: пресс-служба ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора»).
Источник
Экология СПРАВОЧНИК
Информация
Продуктивная влага
Запас продуктивной влаги в почве рассчитывают по каждой декаде за всю вегетацию.[ . ]
Запасы продуктивной влаги оценивают по следующей шкале.[ . ]
По запасам продуктивной влаги в почве варианты опыта с применением латекса превосходили контроль до второй половины июля, а общий расход влаги до смыкания растений в вариантах с применением латекса был в 2 и в 2,4 раза меньше, чем в контроле. Водопроницаемость почвы во всех вариантах оказалась высокой: на контроле — 9,5 мм/мин, при использовании латекса в норме 60 кг/га — 6,8 и 120 кг/га — 4,9 мм/мин.[ . ]
Количество продуктивной влаги принято выражать в мм толщины водяного слоя. В таком виде запасы воды лучше сопоставлять с данными по осадкам. 1 мм воды на площади 1 га соответствует 10 т воды.[ . ]
Вычисление продуктивной влаги в слое почвы. Продуктивной влагой называют все количество воды сверх влажности завядания.[ . ]
Вычисление продуктивной влаги в слое почвы. Продуктивной влагой называют все количество воды сверх влажности за-вядания. Только при наличии ее растения могут расти. Пусть при определении влажности почвы в поле было установлено, что в слое 0—50 см содержание воды равно 85 мм. Известно также, что влажность завядания в этом слое почвы равняется 45 мм. Тогда запасы продуктивной влаги составят 40 мм. Продуктивную влагу можно выражать и в процентах.[ . ]
Однако не вся продуктивная влага, содержащаяся в почве, обладает одинаковой подвижностью и усвояемостью для растений. Наиболее высокой степенью подвижности и доступности для растений обладает влага, соответствующая величине наименьшей влагоемкости (НВ) и в пределах от НВ до влажности разрыва капиллярной связи (ВРК).. При дальнейшем снижении влажности и переходе ее величин в пределы ВРК-ВЗ, содержащаяся в почве влага еще относится к продуктивной, но она обладает слабой подвижностью и труднее усваивается растениями. В пределах диапазона влажности ВРК-ВЗ гибели растений от недостатка влаги не происходит, но в связи с ухудшением условий влагоснабжения замедляется рост и фотосинтез растений, происходит снижение урожая.[ . ]
Таким образом, продуктивная влага в почве находится в интервале влажности ВЗ — НВ, а наиболее благоприятная, высокопродуктивная влага — ВРК—НВ. Нижним пределом содержания продуктивной влаги в почве является влажность завядания. Ее определяют вегетационными методами, наблюдая, при какой влажности растение завядает, или расчетным способом, умножая значение максимальной гигроскопичности на коэффициент 1,5. В гидрометеослужбе используют коэффициент 1,34. Показатели ВЗ необходимы для вычисления запасов продуктивной влаги (с. 211).[ . ]
Оценка запасов продуктивной влаги представлена в таблице 35.[ . ]
Оценка запасов продуктивной влаги. В первый период развития растений решающее значение имеют запасы влаги в пахотном слое мощностью 0—0,2 м, в дальнейшем растения потребляют ее из слоя почвы метровой толщины, а в период засух или при высоких урожаях используют запасы с глубины до 2 м.[ . ]
Диапазон активной влаги может быть выражен в мм или в %. Диапазон активной влаги характеризует максимально возможное количество продуктивной влаги в почве.[ . ]
Оптимальные запасы продуктивной влаги (по А. М. Шульгину) в метровом слое почвы в период вегетации растений находятся в среднем в пределах от 100 до 200 мм.[ . ]
Анализ изменений запаса продуктивной влаги в весенне-летний период показывает (табл. 5.3.4), что в слое 0-50 см выщелоченного чернозема уже к фазе кущения (первая половина июня) средний запас продуктивной влаги уменьшается до 47 мм, что служит показателем снижения влажности до ВРК, при которой влага из категории легкоподвижной переходит в труднодоступную для растений. В годы с засушливым весенним периодом происходит сильное иссушение пахотного горизонта почвы, запасы влаги в нем снижаются до ВЗ и развивается почвенная засуха.[ . ]
Наиболее значительные потери влаги произошли в опыте 5, который был заложен на склоне, где распространены серые лесные эродированные почвы, обладающие пониженной влагоемкостью. Как уже отмечалось, в период снеготаяния при стоке талых вод на поверхности почвы опыта 5 образовались многочисленные струйчатые размывы, которые усилили потери влаги из почвы в результате физического испарения. В этом опыте запасы продуктивной влаги в весенний срок наблюдений в пахотном слое значительно сократились (на 15,3 мм) по сравнению с осенним сроком и составили 11,8 мм, что характеризует условия влагоснабжения растений в слое 0-20 см как неудовлетворительные. В слое 20-60 см запасы продуктивной влаги в весенний период снизились более чем на 30%, но оставались еще довольно высокими. Незначительное увеличение запасов влаги отмечается на глубине 60-100 см. В целом в толще почвы 0-100 см весной потери влаги в опыте 5 составили 20,9 мм.[ . ]
Как показывает определение запасов продуктивной влаги в фазу полной спелости зерна, в межфазный период колошение — спелость зерна, когда происходит формирование и развитие репродуктивных органов и налив зерна, пшеница расходует влагу из слоев 50-100 и 100-150 см. В верхнем слое (0-50 см) в день взятия почвенных образцов на анализ отмечалось повышение влажности почвы за счет выпадающих осадков.[ . ]
Основным источником пополнения запасов продуктивной влаги в серой лесной почве опытного участка Заларинского стационара служат атмосферные осадки. С учетом особенностей жизненного цикла озимой пшеницы (осенний и весенне-летний периоды вегетации) и количества атмосферных осадков в годы полевых опытов, ниже будет рассмотрена динамика послойных запасов продуктивной влаги, которые служат показателями условий влагообеспечениости растений в различные фазы развития.[ . ]
Из приведенных данных видно, что на запасы продуктивной влаги в слое почвы 0—30 см не влиял способ весенней обработки. Следует заметить, что в годы, когда весной перепадают небольшие дожди в период между началом полевых работ и посевом, на полях с плоскорезной обработкой практически почти нет потерь почвенной влаги до посева. Однако из этого нельзя сделать вывод о нецелесообразности проведения первой весенней обработки игольчатыми боронами БИГ-3. Дело в том, что-нередко после сухой осени на поле, обработанном плоскорезами, поверхность почвы оказывается глыбистой и необходимость ее выравнивания очевидна. Кроме того, при обработке поля БИГ-3 в почву всегда заделываются-семена сорняков, лежащих на поверхности поля, что способствует их прорастанию до посева культуры и позволяет уничтожить всходы сорняков предпосевной обработкой. На полях с повышенной засоренностью таким злостным сорняком, как овсюг, целесообразно поле после-обработки его бороной БИГ-3 прикатать кольчато-шпоро-вым катком. Это спровоцирует прорастание большого количества семян овсюга, особенно в засушливые весны.[ . ]
Серо-бурые почвы испытывают резкий дефицит влаги. Даже весной запасы продуктивной влаги очень невелики. Летом полевая влажность ниже коэффициента завядания растений.[ . ]
Особенно велики различия в весенних запасах продуктивной влаги в почве в годы с предшествующей сухой осенью и малоснежной зимой. В такие годы, как 1965 и 1967, весенние запасы продуктивной влаги на паровых полях в 2,1—2,8 раза превышали запасы ее на полях из-под зерновых культур.[ . ]
Как видно из табл. 5.3.1, наиболее низкие запасы продуктивной влаги в пахотном и более глубоких слоях почвы содержатся в опыте 3. В этом опыте предшественником служили однолетние травы (горохоовсяная смесь), которые сильно иссушили толщу почвы. Уборка травосмеси проходила очень медленно, а вспашка почвы проведена с запаздыванием. Перед началом сева в пахотном слое содержалось 14,8 мм продуктивной влаги, что недостаточно для прорастания семян и получения массовых всходов (Уланова, 1975). Очень низкие запасы продуктивной влаги содержались также и в расположенных глубже слоях почвы (табл.[ . ]
Считается, что растения обеспечены водой, если запас продуктивной влаги превосходит расход ее из почвы.[ . ]
Как показывают результаты опытов, наиболее высокие запасы продуктивной влаги перед посевом, а также в период посев-кущение, в пахотном слое и во всей метровой толще почвы содержатся после черного пара (опыт 6) и при обработке почвы по типу полупара (опыт 1). В опыте 1 предшественником служили многолетние травы (донник), которые были убраны в ранний срок (начало июля) и сразу же проведена вспашка поля и затем культивация.[ . ]
В опытах 2 и 3 за счет обильных весенних осадков, превышающих норму, запасы продуктивной влаги в пахотном слое и в целом в метровом слое почвы несколько увеличились.[ . ]
В зоне слабого весеннего промачивания (несквозного насыщения, по Роде) годовой максимум запасов продуктивной влаги наблюдается также весной, но величина этих запасов в метровом слое составляет в среднем лишь 50—70 мм (ниже наименьшей влагоем-кости). Глубина промачивания почвы в отдельные годы не превышает 50 см. Осенний минимум снижается до влажности завядания растений. Легкоподвижная почвенная влага имеется здесь только ранней весной и во время дождей, притом только в самых верхних слоях почвы. В зоне распространения этих почв создаются хорошие условия для впитывания влаги в почву, а также условия, ограничивающие возможность формирования как поверхностного, так и подземного стока. Поверхностный сток возникает, как правило, только весной.[ . ]
В таежно-лесной зоне иногда бывают засушливые годы, когда сельскохозяйственные культуры из-за недостатка продуктивной влаги резко снижают урожаи. Например, в Московской области из 100 лет 29 бывают засушливыми, 23 — избыточно влажными, 48 — нормальными. Поэтому даже в этой зоне в отдельные годы целесообразно накопление и сбережение влаги атмосферных осадков.[ . ]
В засушливых районах Заволжья, Западной Сибири эффективны кулисные пары, способствующие увеличению запасов продуктивной влаги в метровом слое до 50 мм и более (Шульгин). Непроизводительные потери влаги на физическое испарение существенно уменьшаются при проведении весеннего боронования полей, а также при рыхлении поверхностных горизонтов почвы после дождей, предупреждающих образование корки. Послепосевное прикатывание почвы изменяет плотность поверхностного слоя пахотного горизонта по сравнению с остальной его массой. Разность плотностей почвы обусловливает капиллярный подток влаги из нижележащего слоя и помогает возникновению конденсации водяных паров воздуха. Применение минеральных и органических удобрений способствует более экономичному использованию влаги; водопотребление в расчете на 100 кг зерна снижается в среднем на 26 % (Листопадов, Шапошникова).[ . ]
На основании данных, полученных при изучении водного режима серой лесной почвы и динамики послойных запасов продуктивной влаги под посевами озимой пшеницы, можно сделать следующие выводы.[ . ]
В табл.5.3.1 представлены данные наблюдений в осенний период вегетации о количестве осадков и послойном содержании продуктивной влаги в почве под посевами озимой пшеницы в годы полевых опытов. Следует заметить, что с учетом оптимального времени посева озимой пшеницы в данном регионе — начало третьей декады августа, — количество осадков в срок «Перед посевом» указано как сумма за первую и вторую декады августа.[ . ]
В опытах 2 и 5 предшественником также служил черный пар. Однако в пахотном слое перед посевом в этих опытах содержались более низкие запасы продуктивной влаги (соответственно 23,7 и 26,8 мм), которые характеризуются как удовлетворительные. Снижение запасов продуктивной влаги в пахотном слое опыта 2 можно объяснить тем, что в августе и сентябре значительная часть осадков выпадала в виде ливней, которые плохо впитывылись в почву. В опыте 5, который был залоложен на склоне, выпадавшие осадки также не полностью поступали в почву, часть их терялась, стекая по уклону поверхности.[ . ]
Наблюдения, проведенные ВНИИЗХ за влажйостыо почвы перед посевом яровой пшеницы, показывают, что кулисы из горчицы накапливают дополнительно 19— 58 мм продуктивной влаги (табл. 65).[ . ]
Замена отвальной зяблевой вспашки осенней плоскорезной обработкой повсеместно в этих районах дает возможность полнее использовать зимние осадки для создания больших весенних запасов продуктивной влаги в почве.[ . ]
У озимой пшеницы в Иркутской области при посеве в оптимальные сроки (20-25 августа) начальный рост (прорастание семян — появление всходов) проходит при благоприятных условиях температуры (12-16°) и высокой влажности почвы (запас продуктивной влаги в пахотном слое не менее 25-30 мм). Период от посева до появления над поверхностью почвы первого листа, когда на пашне обозначаются рядки, короткий и составляет от 5 до 7 дней. В период прорастания зерна, еще до появления всходов на поверхности почвы, из зародыша семени начинают прорастать зародышевые корни, которые быстро углубляются в почву.[ . ]
Процесс оптимизации состоит в разработке правила решения в условиях неопределенности режима увлажнения. В соответствии с этим правилом определяется количество поливной воды, используемой в течение каждого года для всех возможных запасов продуктивной влаги. Оптимальная политика максимизирует ожидаемый чистый доход за весь период. Политика эта стохастическая, ибо она определяется вероятностями распределения запасов почвенной влаги и нормами полива.[ . ]
Существенное значение для повышения плодородия серых лесных почв имеет регулирование их водного режима. В связи с тем что в разных провинциях, да и внутри каждой провинции, по-разному складывается водный режим серых лесных почв, необходимо проводить мероприятия по накоплению, сохранению и бережному расходованию продуктивной влаги в почвах или по отводу избыточных вод на нижних частях склонов и других переувлажненных территориях.[ . ]
В весенний период отрастание озимой пшеницы проходило при благоприятных условиях увлажнения и температуры — в мае сумма осадков значительно (в 2,9 раза) превышала норму, а температурный режим несколько превосходил средние многолетние показатели. Выпавшие осадки глубоко промочили толщу почвы и создали высокий запас продуктивной влаги в метровом слое. Как показали наблюдения, в мае быстрыми темпами происходило отрастание надземной массы и кущение озимой пшеницы. К началу фазы выхода в трубку большинство растений имели 4-5 побегов, по высоте растений и накоплению вегетативной массы по сравнению с контролем заметно выделялись варианты опыта с применением повышенной и высокой дозы азотного удобрения.[ . ]
Ранее уже указывалось, что основная влагозарядка лесостепных почв Иркутской области происходит во второй половине лета — в начале осени. Наблюдения на Зиминском стационаре показали, что у чернозема выщелоченного влажность верхнего слоя почвы начинает повышаться в августе, еще до уборки хлебов. После скашивания урожая (третья декада сентября) средние запасы продуктивной влаги в слое 0-50 см возросли до 67,3 мм (на 45%), в слое 50-100 см — до 49,5 мм (на 47%), а всего в метровом слое они увеличились до 116,8 мм (на 45%). В слое 100-150 см изменений влажности не наблюдается, так как пополнение запасов влаги здесь происходит в основном в зимний период в результате термоградиентного переноса парообразной и пленочной влаги к фронту мерзлоты, длительное время сохраняющейся в этом слое.[ . ]
Чистые пары являются наиболее надежным полем полевого севооборота, обеспечивающим получение сравнительно высоких урожаев даже в исключительно засушливые годы, когда по другим предшественникам они резко снижаются. Нередко земледельцы острозасушливых степных районов приравнивают поле чистого пара к полю, получившему осенний или весенний влагозарядковый полив. Действительно, весенние запасы продуктивной влаги паровых полей зачастую бывают такими же, как и при влагозарядковом поливе, особенно когда на паровых полях создают кулисы из высокостебельных растений. Это очень важно в условиях степных районов северных областей Казахстана, а также кулундинских районов Алтайского края и Новосибирской области, где за год, как известно, выпадает всего лишь 200—300 мм осадков.[ . ]
Влажность з а в я д а и и я (ВЗ) , или коэффициент завядания (КЗ) , соответствует пределу влажности почвы, при котором прекращается рост растений. Влажность завядания на супесчаных и легко-суглшшстых почвах составляет 3—6%, среднесуглинистых— 6—12% массы сухой почвы и зависит также от вида растений, фазы их развития и осмотического давления почвенного, раствора. Она равна обычно полуторной или двойной величине максимальной гигроскопичности. Количество влаги в почве при снижении до влажности завядания, когда вода становится недоступной для растений и они гибнут, называют мертвым запасом (М3). Разница между показателями наименьшей влагоемкости и влажности завядания обозначает количество влаги, доступной (ДВ) для растений, или продуктивной влаги. Однако оптимальной для растений является влажность, величина которой находится между FIB и влажностью разрыва капилляров (60—70 % НВ) .[ . ]
Внесение фосфорных удобрений в чистом пару увеличивает ¡содержание подвижного фосфора в почве и улучшает азотно-фосфорный баланс. В растения поступает в 1,5—2 раза больше фосфора, чем тогда, когда удобрения не ¡применяют. Яровая пшеница ¡в данном случае хорошо растет, азот и фосфор в листьях содержатся в сбалансированном количестве. Кроме того, благодаря улучшению фосфорного питания усиливается поступление в растения почвенного азота и тем самым полнее реализуется высокий естественный азотный фон и большие запасы продуктивной влаги чистого пара. Урожай зерна яровой пшеницы при применении фосфорных удобрений в пару возрастает.[ . ]
По пятилетним наблюдениям в полевых опытах на Заларинском стационаре средняя продолжительность периода всходы — 3-й лист (до начала кущения) составляет 14 дней с колебаниями по годам от 12 до 15 дней (см. рис. 3.1.1 и табл. 3.1.1). Для сравнения отметим, что у наиболее распространенных сортов озимой пшеницы, выращиваемых в послевоенные годы в черноземных областях России, средняя продолжительность периода всходы-кущение составляет 14 дней, а в условиях Ленинградской области от 12 до 15 дней (Носатовский, 1965). По обобщенным данным Я.В.Губанова и Н.Н.Иванова (1988) при нормальных сроках сева в условиях достаточного количества продуктивной влаги и благоприятного температурного режима продолжительность периода всходы-кущение в разных районах изменяется от 15 до 25 дней. Сравнение полученных в наших опытах результатов с литературными данными (Стихии, Денисов, 1977) показывает, что при некотором отличии в датах начала кущения, продолжительность периода всходы-начало кущения озимой пшеницы в Нечерноземной полосе и в лесостепи Иркутской области не имеет заметных различий (соответственно 15 и 14 дней).[ . ]
Источник