3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Воздухо и влагоемкость садовой почвы

Выращивание пионов на почве с травяным покрытием

автор Никитин В.В., фото Зиборовой Е.Ю.

Выращивание пионов на почве с травяным покрытием используется цветоводами давно, достаточно широко и успешно. Схемы посадок пионов при этом применяются самые произвольные. Травяное покрытие, как правило, стрижётся, а пристебельный круг куста пиона выпалывается (с большей или с меньшей тщательностью).

Как и большинство пионоводов, до недавнего времени я использовал способ выращивания пионов на вскопанных грядках. Это предусматривает регулярную борьбу с сорняками на всей площади посадок, традиционное удобрение пионов минеральными и органическими удобрениями, достаточно частый и обильный полив растений.

Травяное покрытие в междурядьях посадок пионов

Несколько лет назад (в 2010 г.) я решил провести оздоровление почвы под посадками пионов. Заодно, и навести некоторый порядок в схеме посадок пионов.
В процессе этой работы я ознакомился в интернете с публикациями, предоставленными поисковиками по ключевым словам: «природное земледелие», «органическое земледелие», «натуральное земледелие», «сидерация почвы».

В результате проведенных реорганизационных работ, сейчас на моём участке пионы растут рядами на площади примерно в 3 сотки. Между рядами пионов расстояние составляет 1 м, а в ряду расстояние между посадками 0,5 м. Междурядья представляют собой травяной покров. Примерно через десять дней я выкашиваю траву газонокосилкой. В рядах пионов сорные травы я выпалываю вручную, без особой тщательности. Скашиваемую и выпалываемую траву оставляю на месте, мульчируя ею поверхность почвы.

В процессе выращивания пионов в своем саду я не использую промышленные удобрения и никакие виды промышленных химических средств защиты растений. Не веду борьбы с живущими в почве и в траве животными организмами (разделяю те суждения, в которых утверждается, что такая борьба приносит в конечном итоге отрицательные результаты).

Ниже привожу характеристику основных параметров условий выращивания пионов на грядках с периодически подстригаемым травяным покровом, в сравнении с условиями традиционного выращивания пионов.

Воздухо- и влагоёмкость садовой почвы

Садовая почва с травяным покровом разрыхлена множеством больших, малых и мельчайших корешков сорных трав, а также в результате жизнедеятельности микро- и миниорганизмов — несравненно более качественно, чем это может выполнить человек с помощью лопаты, тяпки или какого-либо другого инструмента.

В садовой почве под покровом трав существует множество пустот от сгнивших корешков и ходов (от движения дождевых червей, паучков, муравьёв и других обитателей почвы). В результате жизнедеятельности почвенной фауны почва приобретает дополнительную рыхлость. Такая садовая почва имеет хороший воздухообмен с атмосферным воздухом и прекрасно впитывает талые воды и обильные осадки — не даёт воде теряться, стекая в более низкие места.

Вывод: садовая почва с травяным покровом обладает большей влаго- и воздухоёмкостью, чем почва без травы.

Защищённость садовой почвы от эрозии

При выращивании культурных растений на не защищённой растительностью почве мы сталкиваемся с эрозией поверхностного слоя, то есть с его разрушением водой и ветром. Это наносит почве большой вред.
Травянистая растительность, скрепляя верхний слой почвы корешками, надёжно защищает его от смывания поливной водой и нарушения дождём, от сдувания ветром.

Вывод: садовая почва с травяным покровом по сравнению с почвой без травы обладает высокой устойчивостью к эрозии.

Обеспеченность пионов светом

Высота кустов пионов большинства сортов обычно превышает 50 см. Высота травы междурядий, регулярно подстригаемой газонокосилкой, как правило, не превышает 15 см. Ряды с посаженными пионами пропалываются также регулярно. То есть, травянистая растительность грядок не затеняет посадки пионов. Поэтому можно считать, что по обеспеченности светом выращиваемые на грядках с травяным покровом пионы находятся в таких же условиях, как и растущие на грядках без травы.

Вывод: по обеспеченности светом посадки пионов с подстригаемой в междурядьях травой и выпалываемыми в рядах сорняками практически равнозначны с грядками пионов без травяной растительности.

Обеспеченность пионов теплом и травяной защитой

Травяная растительность препятствует нагреву садовой почвы. Это имеет и отрицательные, и положительные стороны.
Отрицательная сторона заключается в том, что почва медленнее прогревается в весеннее время, а летом – в утренние часы. Следовательно, медленнее просыпаются и активизируются процессы жизнедеятельности почвенной фауны.
Зато в жару трава в саду защищает почву и её обитателей от перегрева, создавая им более комфортные условия существования. Кроме того, испарение влаги сорными травами, повышая влажность приземного слоя воздуха, создаёт дополнительный комфорт пионам в жару.

С конца августа я прекращаю кошение травы и прополку посадок пионов. В результате мои пионы благополучно уходят в зиму, укрытые травой. Это является дополнительной защитой пионов и почвенной фауны от морозов в зимнее время.

Вывод: с точки зрения создания особого теплового режима и защиты посадок пионов наличие травяного покрова имеет для почвы и её обитателей как положительные стороны, так и отрицательные.

Обеспеченность пионов питанием

При выращивании пионов на грядках с травяным покровом:
— периодически подстригается трава в междурядьях пионов, что сдерживает развитие сорных трав;
— оставленная на месте скошенная трава и выдернутые в рядах пионов сорняки вскоре перегнивают и тем самым питают пионы. Ведь трава и сорные растения содержат в себе все элементы питания, необходимые для полноценного развития пионов. Поэтому по сбалансированности находящихся в скошенной траве макро- и микроэлементов перегнившая трава является, конечно же, несравненно более полноценным питанием для пионов, чем любые промышленные удобрения и даже перепревший навоз. Активно протекающие в данных условиях процессы азотфиксации и нитрификации, как это происходит на природных лугах, снабжают почву под пионами азотными удобрениями (азотфиксация – связывание бактериями почвы молекулярного азота атмосферы; нитрификация – превращение бактериями почвы аммиака в нитраты).

С количественной точки зрения обеспеченности пионов питанием, можно привести следующие соображения.
Во-первых, мы можем изменять ширину междурядий, от которой зависит количество скашиваемой травы, а, следовательно, и количество производимого ею питания.
Во-вторых, необходимо учитывать, что в процессе разложения растительных остатков возникают так называемые перегнойные кислоты (в частности, угольная кислота, образуемая в результате растворения углекислого газа в воде Н2СО3 = СО2 + Н2О). Данные кислоты, воздействуя на минеральную часть почвы, преобразуют не растворимые в воде минералы в растворимые. Растворяясь в воде, эти минералы являются дополнительной подкормкой для пионов, выращиваемых на почвах с травяной растительностью.
В-третьих, если вдруг обнаружится, что пионы испытывают недостаток в питании, то можно провести мульчирование кустов пионов органикой или подкормить удобрениями.

Вывод: при выращивании пионов на почве с травяным покровом скашиваемая трава в процессе разложения даёт пионам питание, причём несравненно более качественное, чем представляют собой любые промышленные удобрения.

Обеспеченность пионов влагой

Свои посадки пионов, растущие на почве с травяным покровом, я не поливаю. Прекращен полив по простой причине: растущие среди травы пионы и без полива чувствуют себя прекрасно. Откуда же здесь берётся необходимая пионам вода?

Различают следующие виды влаги, используемые растениями:
— капиллярная влага, поступающая из подпочвы;
— атмосферные осадки в виде дождя;
— осадки в виде росы, поступающие в почву в дневное и ночное время (дневная роса возникает в результате поступления в почву тёплого, насыщенного парами атмосферного воздуха и конденсации из него влаги в более холодной почве; ночная роса осаждается на траве и стекает в почву).
Все эти виды влаги при выращивании пионов на грядках с травяной растительностью используются так же эффективно, как и на природных лугах.

Слежавшаяся садовая почва не создаёт препятствий для движения капиллярной влаги. Дойдя до верхнего слоя почвы, капиллярная влага останавливает своё движение. Испаряться с поверхности почвы ей мешает трава или мульча.

На садовой почве, лишённой травяного покрова, после дождя или полива образуется поверхностная корка, которая высасывает в атмосферу из почвы всю влагу. Чтобы это предотвратить, корку необходимо рыхлить. На практике получается, что качественное рыхление почвы проводится далеко не всегда. Поэтому посадки пионов без травяного покрова, как правило, требуют полива.

Вывод: садовая почва с травяным покровом хорошо обеспечивается влагой естественными источниками и обладает малой испаряемостью почвенной влаги в атмосферу. Поэтому при выращивании на почве с травяным покровом пионы не требуют специального полива.

Защищённость пионов от болезней

В отношении болезней растений я склонен придерживаться того взгляда, что в природе каждый организм (в том числе и вызывающий какое-либо заболевание) сам является пищей для другого организма. Поэтому лучше предоставить борьбу с патогенными микроорганизмами природе.
Если же мы будем использовать в саду химические средства защиты растений, то мы, скорее всего, нарушим пищевые цепи, уничтожив заодно с вредителями и полезные организмы.

Наблюдая за своими пионами, должен признать, что после того как я стал их выращивать на грядках с травяным покровом, наиболее распространённых болезней пионов (серая гниль или ботритис, «ржавчина») меньше не стало. Причина этого может состоять в том, что на моем участке пока ещё не сформировались и не окрепли пищевые цепи почвенных организмов.

Вывод: нуждается в дополнительных исследованиях вопрос повышения защищённости пионов от болезней при выращивании их на почве с травяной растительностью в сравнении с традиционными способами культивирования.

Общие выводы по выращиванию пионов на почве с травой

1. Садовая почва с травяным покровом обладает бОльшими влаго- и воздухоёмкостью, чем почва без травяного покрова.

2. Садовая почва с травяным покровом в сравнении с почвой без травы обладает высокой устойчивостью к эрозии.

3. По обеспеченности светом посадки пионов с подстригаемой (в междурядьях) и выпалываемой (в рядах) травяной растительностью практически равнозначны грядкам без травы.

4. С точки зрения теплового режима наличие травяного покрова почвы имеет для садовой почвы и её обитателей и положительные стороны, и отрицательные.

5. При выращивании пионов на почве с травяным покровом скашиваемая трава в процессе разложения даёт пионам питание, причём несравненно более качественное, чем представляют собой любые промышленные удобрения.

6. Садовая почва с травяным покровом хорошо обеспечивается влагой естественными источниками и обладает малой испаряемостью почвенной влаги в атмосферу. При выращивании на почве с травяным покровом пионы не требуют специального полива.

7. Нуждается в дополнительных исследованиях вопрос защищённости пионов от болезней при выращивании их на почве с травяной растительностью в сравнении с традиционными способами культивирования.

Воздушные свойства почвы. Категории почвенного воздуха

Воздушно-физические свойства почв характеризуются рядом показателей, главными из которых являются воздухопроницаемость и воздухоемкость.

Воздухоемкость – это максимально возможное количество воздуха, которое может содержаться в воздушно-сухой почве. Общий объем пор, свободных от влаги,— воздухосодержанием, или порочностью аэрации. Воздухоемкость и воздухосодержание выражаются в процентах от объема почвы. Воздухоемкость имеет наибольшие показатели в сухих структурных рыхлых почвах, а также в почвах легкого гранулометрического состава. Существует капиллярная и некапиллярная воздухоемкость. Капиллярная воздухоемкость – это способность почвы в сухом состоянии поглощать и удерживать воздух в капиллярных порах малого диаметра. Чем выше капиллярная воздухоемкость, тем меньше подвижность воздуха и сложнее газообмен между почвой и атмосферой. Некапиллярная воздухоемкость — это способность почвы при капиллярном насыщении водой содержать определенный объем свободного воздуха. Соотношение капиллярной и некапиллярной воздухоемкости является важным показателем воздушно-физических свойств почвы. Структурные почвы всегда имеют определенную величину некапиллярной скважности, которая свободна от воды и заполнена воздухом даже при большой влажности почвы. Это обеспечивает определенную степень проветриванности почвы.

Читать еще:  Где когда и как сажать помидоры в грунт

Благодаря пористости почва обладает воздухопроницаемостью. Воздухопроницаемость — свойство почвы пропускать воздух через поры, не занятые водой. Воздухопроницаемость является необходимым условием для осуществления газообмена между почвой и атмосферой. Передвижение воздуха в почве происходит по порам, соединенным друг с другом и не заполненных водой. Воздухопроницаемость структурных рыхлых почв значительно выше, чем плотных бесструктурных глинистых почв, она максимальна в сухих почвах и быстро снижается при увлажнении.

Свойства почв, определяющие процессы обмена почвенного воздуха с атмосферным, называется газообменом или аэрацией. Газообмен осуществляется через систему почвенных пор, сообщающихся между собой и атмосферой. Значительное влияние на газообмен оказывают верховодка и близколежащие (1,5—2,0 м) грунтовые воды с переменным уровнем. При подъеме уровня воды воздух, обогащенный углекислотой, выталкивается в атмосферу, а при опускании уровня воды происходит втягивание атмосферного воздуха, обогащенного кис­лородом. Аэрация усиливается благодаря изменению температуры и барометрического давления атмосферы. Нагревание почвы сопровождается расширением газов и их выходом в приземной слой воздуха, то же самое происходит при уменьшении атмосферного давления. И, наконец, газообмен почв усиливается при действии ветра в приземном слое, обычно занятом той или иной растительностью. Аэрация почв – это величина фактического содержания воздуха в почве, выраженная в объемных процентах. Величина аэрации характеризует разность между общей скважностью и влажностью почвы. Чем выше влажность, тем меньше аэрация, так как большая часть объема почвы занята влагой. Максимальная степень аэрации характерна при воздушно-сухом состоянии почв, минимальная – при избыточном увлажнении почв, вследствие близкого залегания грунтовых вод, поверхностном заболачивании или затоплении, а также в условиях водоносных горизонтов.

Основными факторами газообмена в почве являются:

атмосферные условия, к которым относятся амплитуды колебания температур воздуха (суточные и годовые), амплитуды колебаний атмосферного давления (суточные и годовые), температурные градиенты на поверхности раздела почва — атмосфера, движение атмосферного воздуха, осадки и характер их распределения, характер испарения и транспирации.

физические свойства почвы, к которым относится гранулометрический состав, структура, состояние поверхности, плотность, пористость, температурный режим, влажность почвы,

физические свойства газов, к которым относятся скорость диффузии, градиенты концентраций газов в почвенном профиле и на границе раздела сред, их гравитационный перенос под действием силы тяжести, способность к сорбции – десорбции на твердой фазе почвы, растворение в почвенных растворах и дегазация.

физико-химические реакции в почвах, к которым относятся обменные реакции между ППК – почвенным раствором – газовой фазой, а также окислительно-восстановительные реакции.

Основным механизмом переноса газов является диффузия. Диффузия – это процесс перемещения газов, связанный с их различной концентрацией в почве и атмосфере (градиентом концентрации). В почвенном воздухе концентрация кислорода всегда меньше, а углекислого газа больше, чем в атмосфере. Поэтому под влиянием диффузии создаются условия для поступления в почву кислорода и выделения в атмосферу углекислого газа.

Почвенный воздух находится в почве в трех состояниях: собственно почвенный воздух (свободный и защемленный), адсорбированный и растворенный.

Почва характеризуется тепловыми свойствами и тепловым режимом. Последний зависит в основном от нагревания ее солнцем или, точнее, способности поглощать лучистую энергию, которая превращается в тепловую. Отношение количества отраженной поверхностью Земли лучистой энергии (А) к количеству падающей (Е), выраженное в процентах, называется о т р а ж а т е л ь н о й с п о с о б н о с т ь ю, или альбедо поверхности. Кроме основного источника лучистой энергии, в почву поступает тепло, выделяемое при экзотермических, физико-химических и биохимических реакциях. Однако тепло, получаемое в результате биологических и фотохимических процессов, почти не изменяет температуру почвы. В летнее время сухая нагретая почва может повышать температуру вследствие смачивания. Эта теплота известна под названием т е п л о т ы с м а ч и в а н и я. Она проявляется при слабом смачивании почв, богатых органическими и минеральными (глинистыми) коллоидами.

В зависимости от механического состава, содержания перегноя, окраски и увлажнения различают теплые и холодные почвы.

Теплоемкость определяется количеством тепла в калориях, которое необходимо затратить, чтобы поднять температуру единицы массы (1г) или объема (1 см3) почвы на 1оС.

Т е п л о п р о в о д н о с т ь – способность почвы проводить тепло. Воздушно-сухая почва обладает более низкой теплопроводностью, чем влажная. Это объясняется большим тепловым контактом между отдельными частицами почвы, объединенными водными оболочками.

Наряду с теплопроводностью различают т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т ь – ход изменения температуры в почве. Температуропроводность характеризует изменение температуры на единице площади в единицу времени.

При кристаллизации льда в порах почвы проявляется кристаллизационная сила, вследствие чего закупориваются и расклиниваются почвенные поры и возникает так называемое м о р о з н о е п у ч е н и е.

Тепловой баланс почвы поддается регулированию в суточном, сезонном, годичном и многолетнем интервале, что позволяет создать более благоприятный термический режим почв.

Регулирование теплового режима и теплового баланса почвы вместе с водно-воздушным имеет весьма большое практическое и научное значение. Задача заключается в том, чтобы управлять тепловым режимом почвы, особенно уменьшением промерзания и ускорением оттаивания ее.

Воздушные свойства почвы зависят от влажности, объемной плотности, механического состава, структурности почвы.

Значение почвенного воздуха и аэрация для почвенных процессов, жизнедеятельности растений и микроорганизмов определяется составом почвенного воздуха и, в частности, соотношением кислорода и углекислоты. Значительная часть почвообразовательных процессов, связанных с разложением органических веществ, сопровождается окислительными процессами, активной микробиологической деятельностью. Поэтому самые верхние органогенные горизонты поглощают значительное количество кислорода.

Поглощается кислород и растущими корнями растений, микроорганизмами. При этом во всех случаях в почвенный воздух выделяется углекислый газ. При недостатке кислорода создаются анаэробные условия, замедляются процессы разложения органических веществ, изменяются группы микроорганизмов, изменяется валентность Fe и Mg, начинаются процессы оторфовывания, оглеения, разрушения почвенной структуры с образованием плотных горизонтов.

Улучшение воздушного режима почвы прямо связано с агротехническими приемами по регулированию физических свойств почв и водного режима. Повышение аэрации почв достигается уменьшением увлажнения верхних горизонтов. Однако для роста растений требуется оптимальное соотношение между почвенным воздухом и влагой, что достигается лишь в хорошо оструктуренных почвах добавлением органических удобрений при вспашке. Хороший эффект дают осушение болот, создание микроповышений и лесомелиоративных насаждений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Влажность и влагоёмкость почвы

Водные свойства почвы.

Определение структурного состава почвы

Цель работы: приобрести навыки определения структурного состава почвы.

Оборудование: образцы почвы, технические весы с разновесами, набор сит с диаметром ячеек 10, 5, 3, 2, 1, 0,5 и 0,25 мм, фарфоровые чашки (или алюминиевые стаканы).

1. Взять средний образец почвы массой 0,5-1,0 кг.

2. Выбрать корни, гальку и другие включения.

3. Довести почву до воздушно-сухого состояния.

4. Составить колонку из вышеназванных сит (сверху вниз), имеющую на нижнем сите поддон, просеять почву небольшими порциями через колонку сит (верхнее сито при этом закрыть крышкой).

5. Разобрать колонку сит и перенести содержимое сит в отдельные заранее взвешенные фарфоровые или алюминиевые чашки.

6. Взвесить чашки с агрегатами и вычислить процент каждой фракции по формуле

где а – масса агрегатов определённой фракции, г; b – масса агрегатов всех фракций, г; х – содержание агрегатов определённой фракции, %.

8. Полученные данные оформить в виде следующей таблицы:

Размер фракций, ммНомер чашкиМасса, гАгрегаты, %Почва
чашкичашки с агрегатамиагрегатов

9. Выполнить индивидуальное задание (см. прил. 1): определить процентное содержание отдельных почвенных агрегатов.

Практическая работа 4

Цель работы: приобрести навыки определения полевой влажности и влагоёмкости почвы.

Оборудование: почвенный бур, почвенные образцы, алюминиевые стаканчики, стеклянные бюксы, технические весы с разновесами, сушильный шкаф, эксикатор, фарфоровые тарелки, щипцы, сито с отверстиями различного диаметра, стеклянные трубки длиной 25-30 см и диаметром 3-4 см, вёдра, фильтровальная бумага, марля, шпагат, ножницы.

1. Определить полевую влажность почвы, для чего необходимо:

а) взять в поле образец почвы (10-15 г) и поместить в предварительно взвешенный стаканчик, в лаборатории взвесить стаканчик с точностью до 0,01 г;

б) поместить стаканчик с открытой крышкой в сушильный шкаф и сушить при температуре 105 ºС в течение 6 ч, охладить в эксикаторе, взвесить стаканчик с почвой;

в) вычислить процент влаги (полевая влажность), пользуясь формулой

где В – искомая величина влажности почвы, в процентах от массы сухой почвы; а – масса пустого стаканчика, г; b – масса стаканчика с почвой до сушки, г; с – масса стаканчика с почвой после высушивания, г.

При полном насыщении почвы водой по этой же формуле определяется полная влагоёмкость почвы.

Полная влагоёмкость почвы – максимальное количество воды, которое может находиться в почве при заполнении всех пор почвы водой. В объёмных показателях полная влагоёмкость численно совпадает с общей скважностью (порозностью) почвы. Если же полную влагоёмкость выразить в процентах от массы, то

где ОП – общая порозность почвы, % от объёма почвы; ПС – плотность сложения или объёмный вес почвы, г/см 3 .

2. Определить капиллярную влагоёмкость (Вкап), для чего необходимо:

а) подготовить стеклянные трубки, концы которых закрыть фильтровальной бумагой и марлей и плотно обвязать шпагатом, взвесить трубки и зафиксировать результаты взвешивания;

б) насыпать в трубки на ¾ их высоты воздушно сухой почвы, просеянной через сито 3 мм, слегка уплотнить почву, постучав по трубкам;

в) трубки с сухой почвой взвесить и поместить на подставку в ванночку с водой так, чтобы нижний конец трубки был погружён в воду на 2-3 мм;

г) через 1-3 суток вынуть трубки из воды, вытереть их, взвесить и зафиксировать массу трубки с почвой, насыщенной водой.

где а – масса сухой трубки, г; b – масса трубки с сухой почвой, г; с – масса трубки с почвой, насыщенной водой, г.

3. Определить полную влагоёмкость (Вмакс) почвы, для чего те же самые трубки опустить в воду так, чтобы вода достигала уровня находящейся в трубках почвы, через 1-2 суток вынуть трубки и проделать те же вычисления, которые использовались при определении капиллярной влагоёмкости.

4. Вычислить предельную полевую влагоёмкость почвы (ППВ), для чего трубки после определения полной влагоёмкости на 1-7 суток ставят так, чтобы из трубок свободно вытекала гравитационная вода, затем взвешивание и вычисления повторить. Результаты определения В, Вкап, Вмакс и ППВ сравнить.

Читать еще:  Как правильно подобрать грунт для рассады

5. Определить запас продуктивной влаги в почве, для чего сначала определить общий запас влаги в почве в мм (или в м 3 /га) по формуле

где W – общий запас влаги, мм; ПС – плотность почвы, г/см 3 ; h – мощность слоя почвы, для которого рассчитывается запас влаги, см; х – влажность почвы, % от массы сухой почвы; ВЗ – влажность завядания растений.

Для перехода от запаса влаги, выраженного в мм, к запасу влаги, выраженному в м 3 или в тоннах, величину W следует умножить на 10, так как слой воды толщиной в 1 мм на площади 1 га равен 10 м 3 или 10 т.

6. Определить поливную норму для данной почвы по формуле А.Н. Костякова:

где Wп – поливная норма, м 3 / га; ПС – плотность сложения (удельный вес) почвы, г/см 3 ; h – мощность промачиваемого слоя, см; b – максимальная почвенная влажность (ППВ), %; с – влажность почвы перед поливом, %.

7. Выполнить индивидуальное задание (см. прил. 1): определить полевую влажность и влагоёмкость почвы, запас продуктивной влаги в почве и поливную норму.

Практическая работа 5

Водные свойства почвы. Гигроскопическая влага,

Дата добавления: 2014-12-27 ; Просмотров: 1571 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Влагоёмкость почвы

Влага необходима для прорастания семян, без нее невозможны последующий рост и развитие растения. С водой в растение из почвы поступают питательные вещества, испарение воды листьями обеспечивает нормальные температурные условия жизнедеятельности растения.

ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ, величина, количественно характеризующая водо-удерживающую способность почвы; способность почвы поглощать и удерживать в себе от стекания определенное количество влаги действием капиллярных и сорбционных сил. В зависимости от условий, удерживающих влагу в почве, различают несколько видов В. п.: максимальную адсорбционную, капиллярную, наименьшую и полную.

Максимальная адсорбционная ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ, связанная влага, сорбированная влага,ориентировочная влага — наибольшее количество прочно связанной воды,удерживаемое сорбционными силами. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы и выше содержание в ней гумуса, тем больше доля связанной, почти недоступной винограду и др. культурам влаги в почве.

Вода — обязательное условие почвообразования и формирования почвенного плодородия. Без нее невозможно развитие почвенной фауны и микрофлоры.

Процессы превращения, трансформации и миграции веществ в почве также требуют большого количества воды.

Для определения потребности растений в воде применяют показатель —транспирационный коэффициент — количество весовых частей воды, затраченной на одну весовую часть урожая.

Степень доступности почвенной влаги растениям и состояние водного режима,выражают почвенно-гидролитические константами. Различают следующие почвенно-гидрологические константы:

  • 1. Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — влажность почвы,соответствующая наибольшему содержанию недоступной растениям прочносвязанной влаги.
  • 2. Максимальная гигроскопичность (МГ) — влажность почвы, соответствующая количеству воды, которое почва может сорбировать из воздуха, полностью насыщенного водяным паром. Влага, соответствующая МГ, полностью недоступна растениям.
  • 3. Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ), соответствующая содержанию в почве воды, при котором растения обнаруживают признаки завядания, не проходящие при помещении растений в насыщенную водяным паром атмосферу. Влажность завядания соответствует влажности почвы, когда влага из недоступного для растений состояния переходит в доступное (нижний предел доступности почвенной влаги).
  • 4. Наименьшая (полевая) влагоемкость почвы (НВ) — соответствует капиллярно-подвешенному насыщению почвы водой, когда последняя максимально доступна растениям.
  • 5. Полная влагоемкость (ПВ) — соответствует такому содержанию влаги в почве, когда все ее поры насыщены водой.

Способность почвы к устойчивому обеспечению растений водой зависит от агрофизических факторов плодородия.

Влагоемкость почвы — называют способность ее удерживать воду. Различают капиллярную, наименьшую (полевую) и полную влагоемкость. Капиллярная влагоемкость определяется количеством воды, содержащимся в капиллярах почвы, подпертых водоносным горизонтом. Наименьшая влагоемкость аналогична капиллярной, но при условии отрыва капиллярной воды от воды водоносного горизонта. Полная влагоемкость — состояние влажности, когда все поры (капиллярные и не капиллярные) полностью заполнены водой.

Водопроницаемостью почвы называют способность впитывать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава,структуры почвы и степени увлажнения. Определяют водопроницаемость,пропуская через слой почвы воду.

Водоподъемная способность почвы — способность к капиллярному подъему воды.

Обусловлено это свойство действием менисковых сил смоченных водой стенок почвенных капилляров.

Условия водного режима в пахотной почве постоянно изменяются. Радикальный метод регулирования водного режима почв — мелиорация. Современные приемы гидротехнической мелиорации обеспечивают возможность двухстороннего регулирования водного режима: орошение со сбросом лишней воды и осушение в комплексе с дозированным орошением.

Поступление влаги в почву складывается из впитывания при частичном заполнении пор водой и фильтрации воды. Совокупность этих явлений объединяется понятием «водопроницаемость почвы». По скорости впитывания во,ды различают почвы хорошо-, средне и слабо водопроницаемые. Фильтрация почвы, т. е. нисходящее передвижение влаги в почве или грунте при заполнении всех порводой, зависит от многих факторов: механического состава, водопрочности агрегатов, плотности,сложения.

Количество воды, характеризующее водоудерживающую способность почвы, называют влагоемкостью.В зависимости от сил, удерживающих влагу в почве,различают максимальную адсорбционную влагоемкость (влага, которая удерживается па поверхности частиц под действием сорбционных сил), капиллярную (запас воды, удерживаемый капиллярными силами), наименьшую (полевую) и полную влагоемкость или водо-вместимость (содержание воды в почве при заполнении всех пор водой).

С капиллярной влагоемкостью связано важное в агрономической науке понятие капиллярной каймы. Капиллярной каймой называется весь слой влаги между уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта смачивания почвы.

Наименьшая (полевая) влагоемкость — это количество влаги, которое сохраняется в почве(или грунте) при отсутствии капиллярного подтока после стенания избыточной гравитационной воды.Это максимальное количество воды, удерживаемое почвой в естественных условиях при отсутствии испарения и притока воды извне. Влагоемкость почвы зависит от механического, химического,минералогического состава почвы, ее плотности,пористости и т. д.

Аэрация, водопроницаемость, влагоемкость и другие водно-физические свойства почвы являются важными почвенными характеристиками, влияющими на плодородие почвы, ее хозяйственную ценность.

Корневые выделения. Растения не остаются в долгу перед микроорганизмами — живые растения кормят почвенные микроорганизмы своими корневыми выделениями, а не только отмирающими послеуборочными остатками, хотя корни тоже составляют около трети массы растения. Татьяна Угарова приводит цифру — до 20% всей массы растений составляют корневые выделения. В состав корневых выделений входят органические кислоты, сахара, аминокислоты и многое другое. По Т. Угаровой сильное растение обильно кормит почвенные микроорганизмы, при этом происходит массовое размножение ризосферной (корневой) полезной микрофлоры. Причем растения стимулируют развитие преимущественно такой микрофлоры, которая питает растения, вырабатывает стимуляторы роста растений, подавляет вредную растениям микрофлору.

Воздухо и влагоемкость садовой почвы

Глава 8. ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

Воздушная фаза почвы – важная и наиболее динамичная составная часть почвы, находящаяся в тесной взаимосвязи с остальными фазами. Почвенным воздухом называется смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих почвенные поры, поэтому почвенный воздух является конкурентом почвенного раствора. Количество и состав почвенного воздуха оказывают большое влияние на развитие и жизнедеятельность растений и микроорганизмов, растворимость химических соединений и их миграцию в профиле, на интенсивность почвенных процессов.

§1. Состав почвенного воздуха

Количество воздуха в почве и его состав зависят от ее воздухоемкости и воздухопроницаемости, а также от пористости и влажности, так как почвенный воздух занимает все поры, в которых нет воды. При одной и той же влажности в структурных почвах, обладающих некапиллярной пористостью, воздуха больше, чем в бесструктурных. Дополнительное насыщение почвы водой влечет за собой вытеснение из нее воздуха. Воздушный режим наиболее благоприятен в структурных и рыхлых почвах.

Главными источниками газовой фазы являются атмосферный воздух и газы, образующиеся в самой почве. Химический состав почвенного воздуха тесно связан с атмосферным, так как идет постоянный газообмен, но количественный показатель составляющих газов отличается, что обусловлено и физическими свойствами самой почвы. Чем более пористая почва, тем ближе составы почвенного и атмосферного воздуха. В результате дыхания микроорганизмов и корней растений почвенный воздух обычно намного богаче углекислым газом и беднее кислородом (табл. 12).

Если состав атмосферного воздуха в целом постоянный, то содержание кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе может сильно колебаться.

Состав атмосферного и почвенного воздуха

В пахотных хорошо аэрируемых почвах с благоприятными физическими свойствами содержание и СО2 в течение вегетации растений не превышает 1 – 2 %, а содержание О2 не бывает ниже 18 %. При переувлажнении в тяжелых пахотных почвах содержание СО2 может достигать 4 – 6 % и более, а О2 падать до 17 – 15 % и ниже. В заболоченных почвах наблюдаются еще более высокие концентрации СО2 и низкие О2. Оптимальное содержание О2 и СО2 в почвенном воздухе соответственно 20 % и 1 %. При такой обеспеченности кислородом в почве развиваются аэробные процессы и создаются благоприятные условия для произрастания растений. Для пропашных культур (овощные и др.) желательно минимальное содержание О2 не ниже 17 %, зерновых – не ниже 14 % (овес хорошо растет и при 10 % О2). Основными потребителями кислорода в почве являются корни растений, аэробные микроорганизмы и почвенная фауна и лишь незначительная часть его расходуется на химические процессы. Недостаток кислорода ослабляет дыхание, обмен веществ, а при отсутствии в почве свободного кислорода прекращается развитие растений. Влияние недостатка кислорода в почве связано с увеличением концентрации СО2,понижением окислительно-восстановительного потенциала, развитием анаэробных (восстановительных) процессов, образованием токсичных для растений соединений (СН4, Н2S, С2Н4), снижением доступных питательных веществ, ухудшением физических свойств почвы. Все это в конечном итоге снижает плодородие почвы и урожай растений. Таким образом, СО2 и О2 являются антагонистами в почве.

Второй важный компонент почвенного воздуха – углекислый газ, который обнаруживается в почве главным образом благодаря биологическим процессам. Частично он может поступать из грунтовых вод, а также в результате его десорбции из твердой и жидкой фаз почвы. Некоторое количество СО2 может возникать при превращении бикарбонатов в карбонаты во время испарения почвенных растворов и в процессе воздействия кислот на карбонаты почвы, а также химического окисления органического вещества. Высокое содержание его в почве (> 3 %) отрицательно действует на семена, угнетает развитие растений и снижает урожай. Однако СО2 необходим для фотосинтеза (установлено, что 38 – 72 % СО2 доставляется растению из почвенного воздуха). Есть мнение, что 90 % СО2 атмосферного воздуха имеет почвенное происхождение.

В почвенном воздухе, кроме макрогазов (N2, СО2, О2), часто встречаются Н2, Н2S, СН4, NH3, предельные и непредельные углеводороды, эфиры, фосфористый водород, образующиеся в результате анаэробного разложения органического вещества и их новообразования, трансформацией в почве удобрений, гербицидов, продуктов техногенного загрязнения. Их концентрации очень малы, но этого может быть достаточно для снижения биологической активности почв.

§2. Газообмен почвенного воздуха, воздушные свойства и воздушный режим почвы. Регулирование воздушного режима почв

Между почвенным и атмосферным воздухом происходит постоянный газообмен (аэрация). Если бы его не было, то состав почвенного воздуха мог бы настолько ухудшиться, что стал бы совершенно непригодным для развития растений. Поэтому чем быстрее и полнее обменивается почвенный воздух с атмосферным, тем благоприятнее создаются в почве условия для жизни культурных растений, а также для биохимических почвенных процессов. Газообмен имеет огромное значение и для развития надземных частей растений, так как органическую массу они строят благодаря ассимиляции углекислого газа воздуха. Содержание же его в воздухе иногда бывает недостаточным для интенсивного развития растений, поэтому чем лучше развит газообмен в почве, чем больше насыщается приземный слой воздуха СО2, тем благоприятнее условия для роста растений.

Читать еще:  Как приготовить удобрение из банановой кожуры

Газообмен почвенного воздуха с атмосферным происходит через систему воздухоносных (некапиллярных) пор под действием диффузии, изменения температуры почвы, атмосферного давления, уровня грунтовых вод, изменения количества влаги в почве (зависящее от атмосферных осадков, орошения и испарения), ветра. Глубина газообмена около 50 см.

Главная роль в газообмене принадлежит механизму диффузии – перемещению газов в соответствии с их парциальным давлением. Поскольку в почвенном воздухе О2 меньше, а СО2 больше, чем в атмосфере, то под влиянием диффузии создаются условия для непрерывного поступления О2 в почву и выделения СО2 в атмосферу.

Изменение температуры, барометрического давления и ветра вызывают объемные изменения воздуха (сжатие или расширение), а следовательно, и общий ток его из почвы или в почву. Изменение количества влаги в почве и уровня грунтовых вод способствует газообмену, так как влага осадков вытесняет почвенный воздух, а испарение воды из почвы вызывает поступление атмосферного воздуха на ее место.

Состояние газообмена определяется воздушными свойствами почв. К воздушным свойствам почв относятся воздухопроницаемость и воздухоемкость.

Воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух. Она измеряется количеством воздуха в мл, прошедшим под определенным давлением в единицу времени через площадь сечения почвы 1 см 2 при толщине слоя 1 см. Чем полнее выражена воздухопроницаемость, тем лучше газообмен, тем больше в почвенном воздухе О2и меньше СО2.

Воздухопроницаемость зависит от механического состава почвы, ее плотности, структуры и некапиллярной порозности. Воздух в почве передвигается по порам, не заполненным водой и не изолированным друг от друга, чем они крупнее, тем лучше воздухопроницаемость. В структурных почвах, где наряду с капиллярными порами имеется достаточное количество крупных некапиллярных пор, создаются наиболее благоприятные условия для воздухопроницаемости, при одной лишь капиллярной пористости, свойственной бесструктурным почвам, диффузия воздуха тормозится. Снижает газообмен также образующаяся на поверхности почв корка.

Воздухоемкость – это способность почвы содержать в себе определенное количество воздуха, выражается в объемных процентах. Зависит от влажности и пористости почвы: чем выше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха содержится в почве.

Максимальная воздухоемкость характерна для сухих почв и равна общей пористости. Однако в природных условиях почвы всегда содержат то или иное количество воды, поэтому величина воздухоемкости очень динамична.

В воздушно-сухом состоянии воздухоемкость (РВ) почвы представляет разность между общей пористостью и объемом гигроскопической воды:

где Робщ – общая порозность почвы (%), РГ – объем гигроскопической влаги (%).

В естественных условия количество пор, занятых воздухом (пористость аэрации, РАЭР), определяют по формуле:

где РW – объем пор, занятых водой (%), определяется по формуле:

где dV – объемная плотность в г/см 3 , W – влажность почвы (%).

Нормальная аэрация почв обеспечивается, если величина воздухоемкости превышает 15 % объема почвы. Оптимальные условия для газообмена создаются при содержании воздуха в минеральных почвах 20 – 25 %, а в торфяных – 30 – 40 %.

Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.

Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой изменчивости и находится в прямой зависимости от свойств почв (физических, химических, физико-химических, биологических), погодных условий, характера растительности, возделываемой культуры, агротехники.

Важным показателем воздушного режима почв является динамика СО2 и О2 в почвенном воздухе. Пахотные почвы основных типов почв поглощают при 20 °С от 0,5 до 5 мл и более О2 на 1 кг сухой почвы за 1 ч. Основные потребители кислорода и продуценты углекислого газа в почве – корни растений, микроорганизмы и почвенные животные. Потребление кислорода высшими и низшими растениями зависит от их биологических особенностей и возраста, а также от температуры и влажности среды и др. При увеличении температуры с 5 до 30 °С интенсивность поглощения О2 и выделения СО2 возрастает в 10 раз.

Выделение СО2 из почвы в приземный слой атмосферы принято называть «дыханием» почвы. Интенсивность дыхания почвы зависит от ее свойств, гидротермических условий, характера растительности, агротехнических мероприятий и является важной характеристикой газообмена и активности биологических процессов в почве. Выделение СО2 почвой усиливается при ее окультуривании в связи с активизацией биологических процессов и улучшением условий аэрации. Торфяно-глеевые почвы тундры выделяют СО2 в количестве 0,3 т/га в год, подзолистые почвы хвойных лесов – от 3,5 до 30, бурые и серые лесные почвы – от 20 до 60, степные черноземы – 40 – 70 т/га в год.

Динамика этих газов в почве сильно подвержена сезонным колебаниям, так как смена времен года сопровождается резким изменением температуры и влажности. Летом потребление кислорода и выделение углекислого газа в несколько раз больше, чем ранней весной и поздней осенью.

Наиболее благоприятно воздушный режим складывается в структурных почвах, обладающих рыхлым сложением, способных быстро проводить и перераспределять поступающие в них воду и воздух. В улучшении воздушного режима нуждаются многие почвы, особенно с постоянным или временным избыточным увлажнением.

Регулирование воздушного режима почв достигается агротехническими и мелиоративными приемами. Применяются такие мероприятия по обеспечению нормального газообмена, как разрушение почвенной корки и поддержание поверхности почвы в рыхлом состоянии путем глубокой вспашки, боронования, культивации, рыхления междурядий в период вегетации. Воздушный режим в заболоченных и периодически переувлажненных почвах регулируют осушением.

Влагоемкость почв

Влагоемкость (влагоудержание) — свойство почвы поглощать и удерживать то максимальное количество воды, которое в данное время соответствует воздействию на нее сил и условиям внешней среды. Это свойство зависит от состояния увлажненности, пористости, температуры почвы, концентрации и состава почвенных растворов, степени окультуренности, а также от других факторов и условий почвообразования. Чем выше температура почвы и воздуха, тем меньше влагоемкость, за исключением почв, обогащенных перегноем. Влагоемкость меняется по генетическим горизонтам и высоте почвенной колонны. В почвенной колонне как бы заключена водная колонна, форма которой зависит от высоты столба почвенного грунта над зеркалом и от условия увлажнения с поверхности. Форма такой колонны будет соответствовать природной зоне. Эти колонны в природных условиях меняются по сезонам года, а также от погодных условий и колебания влажности почвы. Водная колонна изменяется, приближаясь к оптимальной, в условиях окультуривания и мелиорации почвы. Различаются следующие виды влагоемкости:

  • а) полная (ПВ);
  • б) максимальная адсорбционная (МАВ);
  • в) капиллярная (КВ);
  • г) наименьшая полевая (НВ)
  • д)предельная полевая влагоемкость (ППВ).

Все виды влагоемкости меняются с развитием почвы в природе и еще более — в производственных условиях. Даже одна обработка (рыхление спелой почвы) может улучшить ее водные свойства, увеличивая полевую влагоемкость. А внесение в почву минеральных и органических удобрений или других влагоемких веществ может на длительное время улучшить водные свойства или влагоемкость. Это достигается заделкой в почву навоза, торфа, компоста и других влагоемких веществ. Мелиорирующее действие может оказывать внесение в почву влагоудерживающих высокопористых влагоемких веществ типа перлитов, вермикулита, керамзита.

Кроме основного источника лучистой энергии, в почву поступает тепло, выделяемое при экзотермических, физико-химических и биохимических реакциях. Однако тепло, получаемое в результате биологических и фотохимических процессов, почти не изменяет темммпературу почвы. В летнее время сухая нагретая почва может повышать температуру вследствие смачивания. Эта теплота известна род названием теплоты смачивания. Она проявляется при слабом смачивании почв, богатых органическими и минеральными (глинистыми) коллоидами. Весьма незначительное нагревание почвы может быть связано с внутренней теплотой Земли. Из других второстепенных источников тепла следует назвать «скрытую теплоту» фазовых превращений, освобождающуюся в процессе кристаллизации, конденсации и замерзании воды и т. д. В зависимости от механического состава, содержания перегноя, окраски и увлажнения различают теплые и холодные почвы. Теплоемкость определяется количеством тепла в калориях, которое необходимо затратить, чтобы поднять температуру единицы массы (1г) или объема (1 см3) почвы на 1оС. Из таблицы видно, что с увеличением влажности теплоемкость меньше возрастает у песков, больше у глины и еще больше у торфа. Поэтому торф и глина являются холодными почвами, а песчаные — теплыми. Теплопроводность и температуропроводность. Теплопроводность — способность почвы проводить тепло. Она выражается количеством тепла в калориях, проходящего в секунду через площадь поперечного сечения 1 см2 через слой 1 см при температурном градиенте между двумя поверхностями 1оС. Воздушно-сухая почва обладает более низкой теплопроводностью, чем влажная. Это объясняется большим тепловым контактом между отдельными частицами почвы, объединенными водными оболочками. Наряду с теплопроводностью различают температуропроводность — ход изменения температуры в почве. Температуропроводность характеризует изменение температуры на единице площади в единицу времени. Она равна теплопроводности, деленной на объемную теплоемкость почвы. При кристаллизации льда в порах почвы проявляется кристаллизационная сила, вследствие чего закупориваются и расклиниваются почвенные поры и возникает так называемое морозное пучение. Рост кристаллов льда в крупных порах вызывает подток воды из мелких капилляров, где в соответствии с уменьшающимися их размерами замерзание воды запаздывает.

Источники поступающего в почву тепла и расходования его — неодинаковые для различных зон, поэтому тепловой баланс почв может быть и положительным и отрицательным. В первом случае почва получает тепла больше, чем отдает, а во втором — наоборот. Но тепловой баланс почв любой зоне с течением времени заметно изменяется. Тепловой баланс почвы поддается регулированию в суточном, сезонном, годичном и многолетнем интервале, что позволяет создать более благоприятный термический режим почв. Тепловым балансом почв природных зон можно управлять не только через гидромелиорации, но и соответственными агромелиорациями и лесомелиорациями, а также некоторыми приемами агротехники. Растительный покров усредняет температуру почвы, уменьшая ее годовой теплооборот, способствуя охлаждению приземного слоя воздуха вследствие транспирации и излучения тепла. Большие водоемы и водохранилища умеряют температуру воздуха. Весьма простые мероприятия, например культура растений на гребнях и грядах, дают возможность создать благоприятные условия теплового, светового, водно-воздушного режима почвы на Крайнем Севере. В солнечные дни среднесуточная температура в корнеобитаемом слое почвы на гребнях на несколько градусов выше, чем на выровненной поверхности. Перспективно применение электрического, водяного и парового отопления, используя промышленные отходы энергии и неорганические природные ресурсы. Регулирование теплового режима и теплового баланса почвы вместе с водно-воздушным имеет весьма большое практическое и научное значение. Задача заключается в том, чтобы управлять тепловым режимом почвы, особенно уменьшением промерзания и ускорением оттаивания ее.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector