Влажность почвы ппв это

Водно-физические свойства почв

Влажность почвы (В)характеризует содержание влаги (воды) в почве.Выражается в % от массы сухой почвы. В % от объема почвы — объемная влажность.

Влажность почвы (В) можно найти из простого соотношения:

где — масса воды; mn — масса сухой почвы.

Объемная влажность почвы определяется отношением:

где — объем воды в почве; Vn — объем почвы.

Относительная влажность определяется при сравнении влажностей, определенных в разные сроки.

Водоудерживающая способность — свойство почвы удерживать влагу. Обусловлена сорбционными, капиллярными и некоторыми другими силами.

Влагоемкость— количество воды, характеризующее водоудерживающую способность почвы.

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — наибольшее количество прочносвязанной воды. Эта влага недоступна для растений.

Максимальная гигроскопичность (МГ)— наибольшее количество влаги, которую почва может сорбировать из воздуха, почти насыщенного водяным паром (95%). Влага недоступна для растений.

Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ) — влажность, при которой растения начинают обнаруживать признаки завядания, не исчезающие при перемещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами; нижний предел содержания доступной растениям почвенной влаги.

Влажность разрыва капиллярной связи (ВРК) — влажность почвы, при которой подвижность капиллярной влаги в процессе иссушения резко уменьшается.

Предельно полевая влагоемкость (ППВ) указывает на количество воды, которое однородная по механическому составу почва удерживает сорбционными и капиллярными силами при глубоком (>3 м) залегании грунтовых вод или верховодки. Она определяется после полного насыщения почвы водой и свободного стекания гравитационной влаги при отсутствии трансформации и испарения влаги с поверхности почв. Это очень важный показатель, его используют при расчетах избыточного количества влаги, которое необходимо удалить при осушительных мероприятиях. В засушливых районах орошение следует проводить до влажности, равной ППВ, так как влага сверх этого количества не удерживается верхними слоями почв и будет бесполезно теряться. Оптимальный для роста и развития растений диапазон доступной влаги находится в пределах 0,6-0,8 ППВ.

Разница между ППВ и ВЗ характеризует, по данным Н.А. Качинского, диапазон продуктивной влаги. По данным А.М. Шульгина, оптимальные запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы находятся в пределах 100-200 мм. Запас влаги больше 250 мм характеризуется как избыточный, а менее 50 мм — недостаточный.

Динамическая влагоемкость (ДВ) — максимальное количество воды, которое почва может длительно удерживать после полного насыщения и стекания свободной гравитационной влаги в условиях данного положения грунтовых вод, при отсутствии трансформации и испарения с поверхности.

Водовместительность (ВВ) — количество воды, соответствующее полному заполнению почвенных пор и трещин влагой. ВВ — показатель непостоянный и изменяется в зависимости от положения грунтовых вод. Он всегда больше показателя ППВ и при высоком залегании грунтовых вод приближается к ДВ.

Для расчета запасов различных категорий влаги необходимо иметь исходные данные о влажности (В) почвы (% к массе почвы), плотности в естественном сложении (dec) и мощности слоя почвы (h, см), для которого рассчитывается это содержание. Тогда количество влаги (W) определяется произведением

Водопроницаемость— способность почвы воспринимать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость можно оценить по шкале Н.А. Качинского, представленной в табл. 15.

Водопроницаемость почв тяжелого механического состава

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

—>ПУТЬ ВОИНСТВУЮЩЕГО КРЕСТЬЯНИНА —>

—>Разделы —>

—>Block title —>

—> —>Статистика —>

—>

—>Главная » 2015 » Январь » 28 » Диапазон оптимальной влагообеспеченности полевых культур

Урожайность с/х культур главным образом зависит от режима влагообеспеченности растений в течение вегетации. Для реализации потенциальной продуктивности растений влажность почвы в течение вегетации должна быть в диапазоне 60-100% ППВ (предельной полевой влагоемкости).

Предельная полевая влагоемкость (ППВ) – это максимальная влажность подвешенной почвы или максимальное количество воды, которое почва способна удержать после стекания гравитационной воды (влажность при которой все поры почвы заняты водой, называется полной влагоемкостью).

Почву в этом состоянии высушивают и определяют процент воды к абсолютно сухой почве. Это значение влажности и будет равно 100% ППВ. Оно в большей степени зависит от гранулометрического состава и гумусированности почвы.

Для среднесуглинистых почв (с содержанием гумуса около 2%) 100% ППВ бывает около 25-26% на абсолютно сухую почву.

Для супесчаных слабогумусированных почв этот показатель снижается до 22-24%, а для тяжелых суглинков (с содержанием гумуса 4-5%) увеличивается до 30-34%.

У оторфованных почв 100% ППВ еще выше.

Синоним ППВ – наименьшая влагоемкость (НВ) менее удачен, так как влажность устойчивого завядания меньше НВ, кроме того, есть еще несколько понятий влажности почвы, которые меньше наименьшей влагоемкости, поэтому наибольшую влажность подвешенной почвы, или почвы пахотного слоя, не подстилаемого глеевым горизонтом, нелогично называть наименьшей.

Для того чтобы в любой период вегетации определить влажность почвы в процентах ППВ, необходимо знать, какой влажности соответствует 100% ППВ и какова влажность почвы на абсолютно сухое вещество в данный момент. Например, 100% ППВ соответствует 27% влажности на абсолютно сухую почву, а влажность почвы во время анализа составила – 16,2%, т. е она равна 60% ППВ. При влажности, равной 100% ППВ, капилляры почвы заполнены водой и соединены, крупные поры, которые составляют более половины всех пор почвы, заняты воздухом. Корни растений при этом не испытывают кислородной недостаточности. Корневой колосок, нашедший капилляр, может брать из него воду в течение всего периода его жизни – 5-20 дней в зависимости от генотипа вида и сорта. Влажность выше 100% ППВ избыточна, так как воздух вытесняется водой и корни испытывают кислородную недостаточность. Следовательно, 100% ППВ можно назвать верхним пределом оптимальной влажности почвы.

По мере испарения воды с поверхности почвы и использования ее вегетирующими растениями влажность пахотного слоя почвы постоянно снижается, и на определенном этапе единая водно-капилярная система разрушается, капилляры почвы разрываются. Это состояние почвы по влажности называют влажностью разрыва капилляров (ВРК). У большинства почв она наступает при снижении влажности до 60% ППВ, на легких слабогумусированных почвах – при 63-65%, а на связных и высокогумусированных – при 55-58% ППВ.

Когда влажность почвы опускается ниже влажности разрыва капилляров, корневой волосок, нашедший обрывок капилляра, быстро высасывает из него воду и отмирает. Продолжительность функционирования корневого волоска сокращается с 10-15 до 3-4 суток или даже несколько часов. Растение вынуждено образовывать все новые и новые корневые волоски для поиска новых обрывков капилляров с водой.

Длина одного корневого волоска в среднем составляет около 1мм, у мятликовых культур – 1,5мм. Подсчитано, что на 1мм² участка растущей зоны корня кукурузы находится около 1900 корневых волосков. Общая длина корневых волосков одного растения достигает – 3-4км, а у тыквы – 25км. В посеве пшеницы на 1га всасывающая поверхность корней составляет – 100тыс м². При недостатке влаги эта огромная всасывающая поверхность сменяется тем быстрее, чем глубже водный стресс.

Вероятно, именно из-за периодического недостатка влаги в почве в сухостепной зоне образовался мощный гумусовый слой. Здесь растительный покров сотни тысяч или миллионы лет работает на поиск обрывков капилляров с водой и абсолютно большая часть фотоассимилятов направляется в почву. Следовательно, влажность разрыва капилляров – нижний предел оптимальной влажности почвы.

При влажности почвы – 45-50% ППВ растение тургоресцентно и внешне не обнаруживает признаков водного стресса, однако большая часть фотоассимилятов идет на образование все новых мелких корешков и корневых колосков, уменьшается накопление надземной массы вегетативных и генеративных органов. При дальнейшем снижении влажности почвы до 35-25% ППВ накопление надземной массы почти прекращается, все ассимиляты направляются на рост мелких корней для поиска воды.

Особенно большой ущерб наносит снижение влажности почвы ниже ВРК бобовым культурам, под которые не вносят азотные удобрения. На симбиотическую фиксацию азота воздуха растения затрачивают много углеводов.

При низкой влажности почвы необходимость формирования мелких корешков отвлекает углеводы от клубеньков, и из-за недостатка энергии симбиотическая фиксация азота воздуха сначала снижается, а потом прекращается совсем. Начинается отмирание клубеньков.

В Средней Азии при нарушении режима орошения на корнях сои клубеньки не образуются; в Ставропольском крае люцерна без орошения по той же причине не вступает в симбиоз с ризобиями; в Башкортостане, Нижнем Поволжье горох на больших площадях также не образует клубеньков в течение вегетации. В результате бобовые растения испытывают не только водный стресс, но и острый недостаток азотного питания.

После восстановления влажности почвы за счет осадков или орошения старые клубеньки не восстанавливаются, а по периферии корневой системы образуются новые мелкие клубеньки, фиксирующие азот. Однако растения в течение определенного периода, продолжительность которого зависит от длительности водного стресса, испытывают и водный, и азотный дефицит, из-за этого неизбежно снижается их продуктивность.

Культуры автотрофного типа питания азотом легче переносят временное снижение влажности почвы ниже ВРК, поскольку с восстановлением ее они сразу используют минеральные формы азота, внесенные в виде азотных удобрений.

Следовательно, для реализации потенциальной продуктивности растений влажность почвы в течение вегетации должна быть в диапазоне от 100% ППВ до влажности разрыва капилляров. ВРК является предполивным порогом влажности почвы.

Разные виды культурных растений по-разному переносят временный недостаток влаги. Это определяется степенью развития их корневой системы. Например, общая длина корней одного растения ржи, выращенного в теплице, составила 623км, а общая площадь их поверхности – 639м², т.е в 130 раз больше поверхности надземных органов. Суммарный прирост всех корней за одни сутки равнялся примерно – 5км, а прирост одного корешка – 2-6,5см, причем эти корни были расположены в объеме почвы всего около 6 л.

У водных и водно-болотных растений корневых волосков нет.

Отмечена видовая специфичность бобовых культур по отношению к недостатку влаги. Например, при периодическом снижении влажности почвы до 50% ППВ активный симбиотический потенциал (АСП) гороха составил 15% максимального значения, люпина желтого – 60, а эспарцета – 75%. Это объясняется тем, что корневые системы эспарцета и люпина желтого уходят глубже и способны поднимать воду из недоступных для других культур горизонтов.

Избыточное увлажнение (свыше 100% ППВ) легче переносит симбиотический аппарат клевера гибридного и хуже – эспарцета. Для люцерны уровень грунтовых вод выше 1м отрицательно сказывается на величине и активности симбиотического аппарата.

Центральный район Нечерноземья относится к зоне достаточного увлажнения, поскольку среднемноголетнее годовое количество осадков равно количеству воды, испаряющейся с водной поверхности.

Однако за последние 30 лет только 10 лет были удовлетворительными по влагообеспеченности, когда при прочих благоприятных условиях бобовые культуры формировали большой активный симбиотический аппарат. В остальные годы клубеньки появлялись с запозданием из-за сухой весны или рано отмирали из-за снижения влажности почвы в июне, азотфиксация была ослаблена, урожай при этом резко снижался.

На дерново-подзолистых и подзолистых почвах Нечерноземной зоны до 90-95% корней растений находится в плодородном пахотном слое, поэтому при орошении достаточно, чтобы промачивался только данный слой. При этом снижается расход воды, исключается возможность вымывания питательных веществ из пахотного слоя, обеспечивается получение максимального урожая на единицу поливной воды и минеральных удобрений.

Однако при снижении влажности пахотного слоя до ВРК поливать приходится чаще.

Поскольку влажность – процесс динамичный, изменяющийся ежечасно, то, называя оптимальную влажность почвы для какой-то культуры, можно говорить только о диапазоне влажности или о предполивном пороге влажности.

Урожайность бобовых культур, т/га, в зависимости от влагообеспеченности (фон – достаточная обеспеченность Р, К, В, Мо; инокуляция, рНсол=6,5-6,8).

Источник

➤