Земледелие (стр. 4 )

Под строением пахотного слоя понимают процентное соотношение объемов твердой фазы почвы, капиллярной и некапиллярной пористости. Почва с высокой капиллярной пористостью обладает большей влагоемкостью, и в тоже время, слабой водопроницаемостью в связи с высокой плотностью почвы и плохой структурностью. Это может привести к ухудшению ее воздушных свойств, угнетению аэробных микроорганизмов и уменьшению роста корневой системы. Такое положение характерно для почв тяжелого гранулометрического состава. В почвах легкого гранулометрического состава обычно возрастает величина некапиллярной пористости, поэтому с увеличением их объема  возрастает водопроницаемость почвы. 

В некоторых порах вода не задерживается и они обычно заполнены воздухом, поэтому при их большом количестве в почве, происходит быстрая потеря воды пахотным слоем. Очень важно, чтобы в почве было правильное соотношение капиллярной и некапиллярной пористости, так как это характеризует наличие в  почве одновременно в оптимуме и воды и воздуха. В среднем, в зоне достаточного увлажнения оптимальным считается строение пахотного слоя, когда соотношение некапиллярной и капиллярной пористости составляет от 2 : 1 до 1 : 2. В зоне недостаточного увлажнения оптимальным считается отношение некапиллярной пористости к капиллярной от 1 : 2 до 1 : 4, общая пористость при этом принимается за 100%.

Порядок выполнения занятия

Для установления строения пахотного слоя  (при необходимости  и подпахотного), определяется объем твердой фазы почвы, капиллярная и некапиллярная пористость. Объем твердой фазы почвы (Vтф) в процентах от общего объема почвы рассчитывают по формуле:

где dv – плотность почвы, г/см3 (из занятия 3);

  do – плотность твердой фазы почвы, г/см3 (дает преподаватель).

Капиллярную пористость устанавливают  по капиллярной влагоемкости, так как при насыщении поря плотностью  заполнены водой и, следовательно, капиллярная влагоемкость численно соответствует капиллярной пористости. Расчет ведут по формуле:

Ркап = КВ • dv  [%] 

где  КВ – капиллярная влагоемкость, % (из занятия 4).

Пористость некапиллярная устанавливается вычитанием из общей пористости величины капиллярной пористости, а результаты вычислений записывают в таблицу 8:

Рнк = Робщ ?  Ркап  [%]

8. Строение пахотного слоя почвы

Слой почвы, см	Объем твердой фазы, %	Общая пористость, %	Капиллярная влагоемкость, %	Пористость капиллярная, %	Пористость некапиллярная, %	Отношение пористости капиллярной к некапиллярной	Оценка строения пахотного слоя
0…10
10…20
20…30
30…40

Полученные величины объемов твердой фазы почвы и видов пористости (общей, капиллярной и некапиллярной) используют для построения диаграммы строения пахотного слоя в форме прямоугольника, площадь которого принимают за 100% объема почвы.

Пример диаграммы строения пахотного слоя

Объем твердой фазы почвы	Общая пористость
Рнк	Ркап
44,6	18,5	36,9

Занятие 7. Расчет запасов влаги в почве

Процентное содержание влаги в почве еще не дает представления об обеспеченности растений водой, поэтому необходимо знать запасы влаги в почве. Запасы влаги в почве – это абсолютное количество воды, содержащееся в определенном слое почвы. Такой способ выражения влажности почвы имеет то преимущество, что позволяет определить количество влаги в любом горизонте почвы. Для расчета запасов влаги (ЗВ) необходимо кроме полевой влажности, знать плотность почвы и мощность слоя, в котором определяют запасы влаги. Расчет ведут по формуле:

ЗВ = 100 • W • dv • H  [м3/га]

где  W – полевая влажность почвы, % (из занятия 2);

  dv  - плотность почвы, г/см3 (из занятия 3);

  H – мощность слоя, м.

Запас влаги может быть выражен  в мм, что позволяет сопоставить прибавку или убыль почвенных влагозапасов за тот или иной промежуток времени с количеством выпадающих атмосферных осадков, величиной испарения и т. д., что необходимо при водобалансовых расчетах в мелиорации и орошаемом земледелии. Каждый миллиметр выпавших осадков на 1 га составляет 10 м3 или 10 т воды, поэтому формула для определения запасов влаги в мм приобретает следующий вид:

ЗВ = 10 • W • dv • H  [мм]

При агрономической оценке водного режима почв важное значение имеет установление количества продуктивной и непродуктивной влаги, а также расчет дефицита запасов влаги в почве. Непродуктивный (недоступный) запас влаги – это количество воды, которое растениями не используется, то есть определяется влажностью почвы ниже влажности устойчивого завядания. Влажность устойчивого завядания – почвенная влажность, при которой растения проявляют признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами. Иными словами влажность устойчивого завядания является нижним пределом доступности влаги для растений.

Влажность устойчивого завядания (ВУЗ) можно определить расчетным путем, умножая максимальную гигроскопичность исследуемой почвы на коэффициент 1,5 (по ). Отсюда ВУЗ = 1,5 МГ (максимальная гигроскопичность). Под максимальной гигросокпичностью понимают наибольшее количество парообразной влаги, которая почва может поглотить из воздуха, насыщенного парами воды. Непродуктивный запас влаги рассчитывают по формуле:

ЗВнепр = 100 • ВУЗ • dv • H  [м3/га]

Величина ВУЗ условно принимается за границу продуктивной и непродуктивной влаги в почве. Для определения запасов продуктивной и непродуктивной влаги в почве с различным гранулометрическим составом, можно использовать данные табл. 9.

9. Максимальная гигроскопичность и ВУЗ некоторых почв, %

Почва по гранулометрическому составу	Влажность завядания	Максимальная гигроскопичность	Отношение влажности завядания к максимальной гигроскопичности
Песчаная	3,3	2,3	1,44
Супесчаная	6,4	4,4	1,45
Легкосуглинистая	9,7	6,5	1,49
Среднесуглинистая	13,9	9,8	1,42
Тяжелосуглинистая	16,3	11,4	1,43

Продуктивным (доступным) запасом влаги называют всю почвенную влагу выше величины ВУЗ и определяют ее по разности между общим и непродуктивным запасами влаги по формуле:

ЗВпрод = ЗВ  ?  ЗВнепр  [м3/га]

Оценку запасов продуктивной влаги принято проводить по следующей шкале:

10. Шкала запасов продуктивной влаги в почве

Оценка запасов продуктивной влаги	Запасы продуктивной влаги
В первый период роста растений в слое 0…20 см	При дальнейшем растений в слое 0…100 см
м3/га	мм/га	м3/га	мм/га
Очень хорошие	---	---	Более 1600	Более 160
Хорошие	Более 400	Более 40	1300…1600	130…160
Удовлетворительные	200…400	20…40	900…1300	90…130
Неудовлетворительные	Менее 200	Менее 20	600…900	60…90
Очень плохие	---	---	Менее 600	Менее 60

Для суждения об обеспеченности растений влагой, устанавливают дефицит запаса почвенной влаги (ДЗВ), под которым понимают разность между влажностью, соответствующей наименьшей влагоемкости и влажностью почвы в данный момент, то есть недобор влаги до состояния НВ.

ДЗВ = НВ  ?  W  [%]

где НВ – наименьшая влагоемкость, % (дается преподавателем);

  W – полевая влажность, % (из занятия 2).

Чтобы определить дефицит запаса почвенной влаги в м3/га или в мм расчет проводят по формулам:

ДЗВ = 100 • dv • H (НВ  ?  W)  [м3/га]

  ДЗВ = 10 • dv • H (НВ  ?  W)  [мм]

Дефицит запасов почвенной влаги обычно рассчитывают на глубину пахотного слоя или активного (корнеобитаемого) слоя данной культуры, а восполняют его с помощью полива. Можно отождествить значение дефицита влаги  и поливной нормы, так как последняя не должна превышать величину ДЗВ. Результаты расчетов записывают в таблицу.

11. Запасы влаги в почве и их оценка

Слой почвы, см	Запасы влаги, м3/га	Оценка запасов влаги в почве
общие	продуктивные	непродуктивные	дефицит запаса
Пахотный слой, 0…30
Подпахотный слой, 30…40
Активный слой, 0…__
Слой почвы 0…100

Занятие 8. Определение агрегатного состава почвы

Структура почвы – это совокупность разных по величине, связности, водопрочности и пористости агрегатов, характерных для данной почвенной разности или отдельных ее слоев. Под структурностью почвы понимают ее способность распадаться на различные по величине и форме агрегаты.  Структуру почвы  оценивают, прежде всего, по величине агрегатов,  оптимальный размер которых во многом определяется почвенно-климатическими условиями.  В агрономическом отношении наиболее ценными считают комковато-зернистые агрегаты размером от 0,25 до 10 мм.