Улучшает или создает благоприятный водный режим почв для растений

Благоприятный водно-воздушный режим почвы — залог успеха в сельском хозяйстве

Около 80% успеха в выращивании сельскохозяйственных культур зависит от наличия нужного количества воды в почве для питания растений. Известно, что дефицит или избыток влаги губительно сказывается на росте и развитии многих культур. Современные технологии орошения и осушения, используемые в хозяйствах, позволяют улучшить состояние полей и добиться в дальнейшем высоких урожаев. О возможных проблемах при проведении полевых работ и наиболее эффективных методах регулирования водно-воздушного режима почвы – планировке и дренаже – рассказывает Дмитрий Шуляк, генеральный директор ООО «Виннеръ». Компания специализируется на выпуске мелиоративной техники.

Во время дождя или орошения вода впитывается в почву и остается в порах на уровне характерного для определенной местности водяного горизонта. По мере насыщения почвы избыток воды может скапливаться на поверхности поля в так называемых водяных блюдцах, что приводит к негативным последствиям в процессе выращивания сельскохозяйственных культур.

1. Заболачивание. Вода насыщает почву и держится в ней на всем уровне почвенного горизонта, а избыток образует водяные блюдца на поверхности поля в местах углублений.

2. В почве наблюдается дефицит кислорода, который крайне необходим для развития растений.

3. За счет водяных блюдец почва прогревается неравномерно, ухудшается ее структура.

4. Появляются проблемы с проведением сельхоз работ.

5. В некоторых случаях возможно образование водяной эрозии.

6. Из-за недостатка кислорода слабо развивается корневая система растений, нет дружности всходов.

7. Меняются агрономические сроки за счет неравномерного созревания почвы.

8. Из-за влажной среды растения подвержены заболеваниям.

9. Увеличиваются расходы на обработку и средства защиты растений, а также затраты на ремонт техники.

10. Нарушаются графики обработки полей и использования техники.

Это далеко не все проблемы, которые могут быть связаны с избытком воды, одновременно необходимой и губительной для растений. Поэтому очень важно регулировать водно-воздушный режим почвы, используя методы планировки и дренажа.

Планировка поверхности поля – это современная технология выравнивания поверхности поля с помощью скреперов-планировщиков оснащенных системой нивелирования. Суть метода заключается в определении мест срезки и отсыпки и проведения работ по срезке грунта в местах возвышения и отсыпки его в места понижения. Планировка позволяет избежать в дальнейшем образования на полях водяных блюдец, способствует своевременному насыщению растений оптимальным количеством влаги.

Cоздать ровную поверхность поля помогают скрепер-планировщик Арган 5.0, выпускаемый компанией «Виннеръ», и система нивелирования от компании Trimble.

После проведения топографической съемки и создания 3D-модели определяется карта выемки и отсыпки, данный проект загружается в монитор системы управления скрепер-планировщиком Арган 5.0 почвы (FMX-1000 или TMX-2050), а затем скрепер-планировщик в автоматическом режиме регулирует высоту среза с минимальным участием механизатора. Данная система позволяет также сделать дренажный анализ поля. Определить с высокой точностью потери по тем местам, которые вымокают, определить участки уплотнения и дефицита элементов питания.

Дренаж – это метод осушения земель при помощи подземных искусственных водотоков – дрен. Активно воздействуя на водный режим, осушение земель, влияет на воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы.

Суть данного способа осушения заключается в создании в поле подземной коллекторно-дренажной сети, через которую впоследствии уходит избыток воды с осушаемой территории. Коллекторно-дренажная сеть в поле, в зависимости от условий, может выполнять свои функции от 5–7 лет для нового вида кротового дренажа с укреплением крото-дрен специальным раствором. Дрены могут выполнять в засушливых районах функцию накопителей влаги в зимний период, если их направление уложено правильно.

Кротовый дренаж выполняется с помощью кротователя, также выпускаемого компанией «Виннеръ», и системы дренажа Trimble. На сегодняшний день это наиболее оптимальный и доступный для сельскохозяйственных предприятий вариант.

Правильное устройство дренажа – залог превосходного урожая и высокой степени удерживания питательных веществ почвой.

Дополнительное использование программ WM-Drain от компании Trimble дает возможность смоделировать водоразделы и направления водопроводов, спроектировать дренажную сеть в соответствии с характеристиками поля конкретного хозяйства.

Технология WM-DrainTM автоматически вносит изменения и в подачу, и в высоту ножа кротователя, гарантируя, что дрена будет проложена точно, как на смоделированном проекте.

Преимущества построения дренажа в хозяйствах

Высокие показатели урожайности

Дренаж повышает продуктивные показатели сельскохозяйственных культур. Результаты более чем 127 дренажных экспериментов показали увеличение урожайности кукурузы на 37%, люцерны на 42%, сои на 29%.

Максимальный прогрев и сокращение рисков уплотнения почвы

Дренированные поля имеют экологические преимущества – почвы прогреваются до 15 градусов, при этом поверхность испарения уменьшается. Кроме того, дренаж быстрее осушает почву и уменьшает риск уплотнения на мокрой земле.

Мощная глубокая корневая система растений

Дренаж способствует пропусканию воздуха в водяные каналы, улучшая развитие корневой системы растений и проникновения корней в глубокие слои почвы, что позволяет растениям извлекать больше питательных веществ.

Создание благоприятной среды для почвенных микроорганизмов

Дренаж почвы создает оптимальные условия для полезной почвенной микрофлоры и дождевых червей. Эти аэробные организмы имеют жизненно важное значение для роста растений и оказывают помощь в подаче азота и серы корням.

Благодаря ускоренному выходу излишней влаги и аэрации почва прогревается быстрее, что позволяет провести обработку почвы и весенне-полевые работы раньше положенных сроков.

Дренаж позволяет растениям укрепить корневую систему, повысить урожайность даже в самые засушливые периоды.

Дренаж способствует усилению аэрационных свойств почвы и очищению от опасных токсичных веществ и болезнетворных организмов.

Продолжительный срок эксплуатации

Срок эксплуатации дренажа 150 лет, кротового дренажа 5–7 лет.

Снижение затрат на сушку

Дренаж позволяет культурам расти и созревать быстрее, а также сокращает время, необходимое для сушки осенью.

Снижение затрат на ремонт сельхозмашин

Дренаж позволяет фермерам повысить качество полевых работ с минимальными затратами на ремонт или приобретение дополнительной техники.

Эффективный метод борьбы с засолением почвы

Дренаж уменьшает уровень грунтовых вод, что значительно снижает риск засоления почвы.

Таким образом, использование в ходе полевых работ новейших технологий планировки и дренажа способствует правильному регулированию водно-воздушного режима почвы, эффективному контролю уровня грунтовых вод, оптимизации сроков посадки сельскохозяйственных культур и повышению их урожайности.

Источник

Ландшафтная архитектура и зеленое строительство | Totalarch

Вы здесь

Водный режим почв, благоприятный для растений

Для создания устойчивых и выразительных насаждений на территории объектов ландшафтной архитектуры необходимо стремиться к оптимальному сочетанию основных факторов жизни растений, к которым относятся влага, воздух (содержащий кислород), питательные вещества и свет.

На избыточно увлажненных землях, которые достаточно часто встречаются при проведении ландшафтных работ, даже при наличии необходимого количества солнечной энергии растения не могут достичь оптимального развития из-за неблагоприятного водного режима в корнеобитаемом слое почвы.

Избыток влаги приводит к недостатку воздуха и, как следствие, к развитию анаэробных процессов и ухудшению питательного режима из-за частичной недоступности питательных веществ. Избыток влаги также является причиной ухудшения других физических и химических свойств.

Переувлажненные почвы обладают большой теплоемкостью, что влечет за собой более медленное оттаивание и прогревание весной, а также раннее наступление осенних заморозков, сокращающих продолжительность вегетации растений.

При избытке влаги в почве элементы минерального питания растений находятся в малодоступной или недоступной форме. Такие элементы, как азот, могут вымываться из почвы при ее высокой влажности. Переувлажнение угнетает жизнедеятельность аэробных микроорганизмов, играющих основную роль в разложении органических остатков и удобрений.

Для развития аэробных бактерий необходимо достаточное количество воздуха, проникающего в почву в результате газообмена с атмосферой. Например, при формировании культурного травянистого покрова (газона) обмен воздуха в корнеобитаемом слое должен составлять не менее 20%. При выращивании древесно-кустарниковой растительности доля воздухообмена в почвенной среде повышается до 30. 40 %.

На мелиорируемых землях оптимальную влажность и аэрацию необходимо поддерживать в активном слое почвы, толщина которого зависит от глубины проникновения корневых систем растений. При этом толщина активного слоя почвы несколько меньше глубины проникновения корней. В начале вегетации она составляет 20. 30 см, к концу вегетации она увеличивается до 50. 60 см. Следовательно, регулируя влажность активного слоя почвы, можно обеспечить необходимые водно-воздушный и питательный режимы.

Для оценки регулирования влажности активного слоя мелиорируемых почв предлагается использовать уравнение водного баланса этого слоя

где ΔW — изменение запасов влаги в активном слое за определенный промежуток времени, м³/га; О — атмосферные осадки, м³/га; S — поверхностный сток, м³/га; Е — водопотребление (расход воды на транспирацию и физическое испарение), м³/га; g — влагообмен между активным слоем и подстилающими горизонтами (знак «+» — при капиллярном подпитывании; знак «-» — при инфильтрации в нижележащие горизонты), м³/га.

При переувлажнении тяжелых по гранулометрическому составу, слабо водопроницаемых почв и глубоком залегании уровня грунтовых вод запасы влаги в почве можно регулировать, изменяя величину поверхностного стока S при незначительном вертикальном водообмене g. В периоды недостатка влаги необходимо орошение.

На легко водопроницаемых почвах, переувлажненных из-за близкого залегания уровня грунтовых вод, поверхностный сток, как правило, незначителен. Влажность активного слоя почвы в значительной степени зависит от вертикального водообмена и положения уровня грунтовых вод.

Понижая уровень грунтовых вод, можно регулировать влажность почвы. Увлажнять верхние горизонты можно путем орошения.

Осушительная сеть на тяжелых почвах должна освобождать поверхность и верхний горизонт почвы после дождя в течение двух-трех суток. Затопление ливневыми и летними паводковыми водами территории городского объекта недопустимо. Весеннее затопление территории крупного объекта, например, пойменной части лесопарка, менее губительно, однако и здесь требуется проведение мероприятий по осушению территории. Если причиной переувлажнения земель является близкое залегание грунтовых вод, то основной задачей осушительной системы является регулирование их глубины.

Норма осушения — это то наименьшее понижение уровня грунтовых вод в наименее осушенной зоне (в середине между дренами), при котором достигаются оптимальные показатели плодородия почв и развития растительности.

Норма осушения зависит от культуры, фазы развития растений, вегетационного периода и т.д. Норма осушения изменяется во времени в зависимости от климатических и погодных условий, почвенно-гидрологических характеристик.

В табл. 3.1 приведены нормы осушения для различных типов растительности как в сельском и лесном хозяйстве, так и при благоустройстве и озеленении территорий с учетом их особенностей и опытом применения.

Таблица 3.1. Нормы осушения для различных типов растительности

Нормативы, полученные из сельскохозяйственной практики, подтверждаются многолетними наблюдениями или на опытных станциях, или на производственных объектах. Высокие весенние (предпосевные) нормы осушения территорий в весенний период объясняются не только биологическими особенностями культуры растений, но и необходимостью создания нормальных условий для работы машин и механизмов.

Нормы осушения в условиях леса при строительстве лесопарков не учитывают специфики работы машин. Если такая потребность возникает (например, при посадке лесных культур), то следует пользоваться нормами осушения, применяемыми в сельском хозяйстве. В то же время нормы осушения для леса получены путем постановки специализированных экспериментов и являются достаточно точными. Такие нормы рассчитаны не на многолетние средние условия, а на годы с осадками с вероятностью превышения 25 %, т.е. на средневлажные годы. В средний по количеству осадков год они будут несколько больше.

Нормативы для территорий, предназначенных для благоустройства и озеленения, предложены на основе сведений и опытных данных, полученных при несистематических наблюдениях (или принятых по аналогии с нормами, применяемыми в сельском и лесном хозяйстве)* (Следует иметь в виду, что даже такие слабо обоснованные нормы осушения территорий и отдельных участков объекта лучше, чем полное их отсутствие, так как на основе этих норм (и поченно-ландшафтных исследований) можно производить расчеты дренажных систем по формулам, рекомендованным действующими СНиП).

При оценке осушения переувлажненных лесных насаждений используется понятие «степень осушения». Степень осушения характеризуется степенью достижения нормы осушения, или отношением достигнутого понижения уровня грунтовых вод, выраженного в единицах измерения (см или м), к норме осушения, выраженной в тех же единицах. Такое отношение, как правило, выражают в процентах (или долях единицы).

Источник: Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры. Теодоронский В.С.

Источник