Водным режимом называют всю совокупность явлений поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы. Водный режим почв характеризует поступление воды в почву и расход ее из почвы на отток в грунтовые воды или другие элементы рельефа, на испарение и транспирацию. Последние два явления объединяют часто единым термином суммарное испарение (эвапотранспирация) - в связи с трудностью определения их по отдельности. Обычно водный режим характеризуют следующими параметрами: режим влажности (изменение содержания воды в почве в зависимости от погодных условий и воздействия растений) и водный баланс почв (оценка прихода и расхода воды в почвах в годовом цикле). В последнее время к этим известным параметрам прибавили характеристику гидрологического профиля и гидрологических горизонтов почв. Водный режим важен для понимания генезиса почв, их экологических функций, которые проявляются в поддержании определенного растительного покрова в данных условиях.

Водный баланс, характеризующий приход воды в почву и расход из нее количественно выражается формулой:

Во+Вос+Вгр+Вк+Впр+Вбок=В 1 +Вс+Ви+Вп+Еисп+Етр

где Во запас влаги в почве в начале наблюдений; Вос - сумма осадков за период наблюдений; Вгр - количество поступившей из грунтовых вод влаги; Вк - количество конденсирующейся влаги; Впр - поверхностный приток влаги; Вбок - боковой приток почвенно-грунтовых вод; В 1 - количество влаги в почве в конце наблюдений; Вс - количество влаги бокового стока; Ви - количество инфильтрировавшейся влаги; Вп - количество влаги поверхностного стока; Еисп - количество испарившейся влаги; Етр - количество влаги на транспирацию (десукция).

Левая часть - приходные статьи, правая - расходные.

В большинстве случаев прогрессирующего иссушения или увлажнения территории не происходит и уравнение водного баланса равно нулю. Водный баланс характеризуется годовыми циклами с повторяющимися процессами поступления и расхода влаги. Отметая слабозначимые и компенсирующие составляющие баланса можно записать уравнение приближенно

Во+Вос+Вгр+Впр=В 1 +Ви+Вп+Еисп+Етр

В естественных почвах водный баланс в многолетнем цикле компенсированный, т.е. расход и приход воды в годовом отрезке времени в среднем равны. Он не компенсирован лишь в ряде поливных почв, где вода может поступать в грунтовые воды и увеличивать их мощность и запас воды в почвенно-грунтовой толще, и при направленном изменении климата. Просмотреть маршруты ночных автобусов Питера вы сможете на сайте Peterburg.ru

Таким образом, водный баланс характеризует главную черту водного режима почв, его цикличность, и общий объем воды, проходящий через почву в данных условиях. Любой запас влаги, существующий в данной почве, восстанавливается через определенное время, в пределах которого расход и приход воды в конечном итоге уравнивается. Поэтому оценка водного режима почв по балансу влаги не может служить достоверной его характеристикой. Она говорит лишь об объеме воды, прошедшей через почву в течение гидрологического года.

Для ельника мшистого, расположенного в 3 км от дубо-ельника, ниже по очень пологой катене, уравнение водного баланса выглядит несколько иначе:

755 (осадки) = 323 (отток) + 88 (эвапотранспирация) + 88 (увлажнение почв после иссушения до НВ) + 236 (задержано пологом растений, потеря на смачивание деревьев и мохового яруса).

Главный итог оценки водного баланса исследованных экосистем в том, что удалось выявить количество воды, идущее на водоснабжение растений . Оно равно 80-120 мм в зависимости от типа парцеллы (экосистемы).

Водный баланс может быть составлен применительно к разным почвенным слоям, всей толще почвы или доопределенной глубины. Чаще всего запасы влаги, статьи расхода и прихода выражают в мм водного слоя или в м 3 /га. Содержание влаги вычисляют отдельно для каждого генетического горизонта, так как влажность и плотность сильно меняются по различным слоям почвенного профиля. Запасы воды в отдельном горизонте определяют по формуле:

В=а*ОМ*Н

где а - полевая влажность, %; ОМ - объемная масса (плотность); н - мощность горизонта, см

Для пересчета запасов воды, вычисленных в м 3 /га, в миллиметры водного слоя надо ввести коэффициент 0,1.

Запасы воды в почве, которые учитываются в течение всего вегетационного периода, позволяют судить о обеспеченности культурных растений влагой. В агрономической практике полезно учитывать общий и полезный запасы воды. Общий запас воды - суммарное количество на заданную мощность почвы, выражается уравнением:

ОЗВ = а 1 *ОМ 1 *Н 1 +а 2 *ОМ 2 *Н 2 +а 3 *ОМ3 3 *Н 3…. + аn *ОМn *Нn

Полезный запас воды в почве - суммарное количество продуктивной, или доступной для растений влаги в толще почвогрунта.

Чтобы рассчитать полезный запас влаги в почве, нужно вычислить общий запас влаги и запас труднодоступной влаги, который рассчитывается аналогично предыдущей формуле, но вместо полевой влажности берется влажность устойчивого завядания растений. Разность дает количество полезной влаги в почве.

ПЗВ=ОЗВ-ЗТВ

Для слоя 0-20см запасы более 40 мм считаются хорошими, 20-40 - удовлетворительными, менее 20 - неудовлетворительными. Для слоя 0-100см запасы более 160 мм считаются очень хорошими, 130-160 - хорошими, 90-130 - удовлетворительными, 60-90 - плохими, менее 20 - очень плохими.

Типы водного режима. Водный баланс складывается неодинаково для различных почвенно-климатических зон и отдельных участков местности. В зависимости от соотношения основных статей годового баланса может быть несколько типов водного режима.

Практически характер водного режима определяют по соотношению средних осадков и испаряемости. Испаряемость - наибольшее количество влаги, которое может испариться с открытой водной поверхности или с поверхности постоянно переувлажненной почвы в данных климатических условиях (мм). Отношение годовой суммы осадков к годовой испаряемости именуют коэффициент увлажнения (КУ). Он колеблется от 0,1 до 3 в различных природных зонах.

Тип водного режима определяет особенности перемещения веществ в почве, степень разрушения минералов и обломков горных пород в почвах, само сохранение определенных типов минералов. Так, почвы с промывным типом водного режима отмыты в большинстве случаев от растворимых солей и карбонатов. На Русской и Американской равнинах прослеживается закономерность снижения глубины залегания карбонатов на 30 см при повышении суммы годовых осадков на 100 мм. Напротив, выпотные почвы, как правило, оглеены и могут быть обогащены растворимыми солями. При этом состав солей определяется типом водного режима плакоров (водоразделов и пологих склонов). В аридной зоне - это хлориды, сульфаты и карбонаты кальция, натрия, магния, в гумидной - карбонаты кальция, соединения железа.

Водный режим определяет содержание воды в почве в течение года и отдельных его периодов, ее движение в системе грунтовые воды-почва-растение-атмосфера. Водный режим влияет на рост растений (обычно в сельскохозяйственном производстве на 1 т продукции затрачивается 1000 т и более воды).

С водным режимом связаны химический состав почв, их кислотность. Так, наиболее вероятны значения рН для верхних горизонтов (А, В) почв, обладающих промывным водным режимом, - менее 6.

Водный режим определяет судьбу загрязненных почв. Промывной режим может постепенно привести к самоочищению почв, в условиях непромывного режима загрязнение становится постоянным фактором.

Г.Н. Высоцкий выделял 4 типа водного пежима, А.А. Роде развил его учение, выделив 6 типов.

1. Мерзлотный тип. Имеет место в районах распространения вечной мерзлоты. Мерзлый слой грунта, являясь воодоупором, обуславливает наличие надмерзлотной верховодки, поэтому верхняя часть оттаявшей почвы в течение вегетационного периода насыщена водой. Почва оттаивает на глубину 1-4м. Годовой водооборот охватывает лишь почвенный слой.

2. Промывной тип (КУ > 1). Характерен для местностей, где сумма годовых осадков больше величины испаряемости. В годовом цикле водооборота нисходящие токи преобладают над восходящими. Почвенная толща ежегодно подвергается сквозному промачиванию до грунтовых вод, что приводит к интенсивному выщелачиванию продуктов почвообразования. Годовой влагооборот охватывает всю почвенную толщу. В более засушливых регионах он имеет место лишь при легком гранулометрическом составе. В таких условиях формируются почвы подзолистого типа, красноземы и желтоземы. Болотный подтип водного режима развивается при близком к поверхности залегании грунтовых вод, либо слабой водопроницаемости почвообразующих пород.

3. Периодически промывной тип (КУ= 0,8-1,2; в среднем 1) характеризуется средней многолетней сбалансированностью осадков и испаряемости. Годовой влагооборот охватывает только почвенную толщу (непромывные условия) в сухой год и весь слой до грунтовых вод (промывные условия) во влажный год. Промывание бывает раз в несколько лет. Такой водный режим характерен для серых лесных почв, черноземов выщелоченных и оподзоленных.

4. Непромывной тип водного режима (КУ менее 1) свойственен местностям, где влага осадков распределяется только в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод. Связь между атмосферной и грунтовой водой осуществляется через слой с очень низкой влажностью, близкой к ВЗ (мертвый слой). Обмен влагой происходит путем передвижения воды в форме пара. Такой водный режим характерен для степных почв - черноземов и каштановых, бурых полупустынных и серо-бурых пустынных почв. В указанном ряду почв уменьшается количество осадков и растет испаряемость. Коэффициент увлажнения уменьшается от 0,6 до 0,1. Годовым влагооборотом охвачена толща почвогрунтов от 4 м в степях до 1 м в пустынях. Запасы влаги, накопленные в степных почвах к весне за счет позднеосенних осадков и талой воды, интенсивно расходуются на транспирацию и физическое испарение, становясь к осени ничтожными. В полупустынной и пустынной областях без орошения земледелие невозможно. Расход влаги идет преимущественно на транспирацию, поэтому преобладают нисходящие токи влаги. Вся инфильтрующаяся влага возвращается в атмосферу.

5. Выпотной (десуктивно-выпотной) тип водного режима (КУ менее 1) проявляется в степной, особенно полупустынной и пустынной зонах при близком залегании грунтовых вод. Характерно преобладание восходящих потоков влаги в почве за счет ее подтока по капиллярам от грунтовых вод. Верхняя часть капиллярной каймы входит в почвенный слой. Почвенно-грунтовые воды аллохтонные, т.е. имеющие дополнительное грунтовое питание. Годовой водооборот охватывает всю почвенно-грунтовую толщу. При высокой минерализации грунтовых вод в почву попадают легкорастворимые соли и почва засоляется. Выпотной тип водного режима проявляется и в некоторых районах Беларуси, преимущественно на Полесье. Собственно выпотной тип наблюдается при очень близком, в пределах почвенного профиля, залегании грунтовых вод. Верхняя граница капиллярной каймы выходит на дневную поверхность. В этом случае преобладает не транспирация, а физическое испарение.

6. Иригационный тип создается при дополнительном увлажнении почвы оросительными водами. При орошении в разные периоды проявляются разные типы водного режима. В период полива имеет место промывной тип, сменяющийся непромывным и даже выпотным, то есть в почве периодически преобладают то восходящие, то нисходящие потоки влаги.

Выделяют также подтипы по источнику увлажнения:

Атмосферное

Грунтово-атмосферное

Атмосферное с дополнительным поверхностным

Грунтово-атмосферное с дополнительным поверхностным

Атмосферное с дополнительным паводковым

Грунтово-атмосферное с дополнительным паводковым

Так, при осушении торфяных почв режим из промывного с атмосферным питанием и полным насыщением (болотный) сменяется дренажным таежным типом. Мелиорированные почвы - особые типы водного режима.

Для каждого типа почвы характерны определенные режимы влажности, т.е. смены почвенно-гидрологических условий. Принято выделять 5 классов влажности:

1) Полное насыщение - водоносный горизонт большую часть вегетационного периода находится в пределах почвенного профиля; влажность изменяется от ПВ до КВ вверху и » ПВ в нижней части профиля; капиллярная кайма находится у дневной поверхности.

2) Капиллярное насыщение - водоносный горизонт иногда в почвенном профиле; капиллярная кайма в пределах профиля; влажность - от КВ до НВ-ВРК вверху, от ПВ до КВ внизу.

3) Периодическое капиллярное насыщение - водоносный горизонт в профиле лишь после снеготаяния, бывает капиллярная кайма в профиле; влажность от КВ до ВРК вверху и от КВ до нВ внизу.

4) Сквозное наименьшее насыщение - весной почва проомачивается насквозь до НВ; нет водоносного горизонта и капиллярной каймы; влажность меняется от нВ-Вз вверху до НВ-ВРК(ВЗ) внизу.

5) Несквозное наименьшее насыщение - весной почва промачивается на некоторую глубину до НВ, ниже всегда находится слой с ВЗ; влажность в пределах НВ-ВЗ.

В дерново-подзолистых и подзолистых почвах КУ обычно 1,2-1,4; режим промывной. В апреле-июле КУ менее 1. Режим влажности обычно периодически капиллярное насыщение. Под культурными растениями, особенно многолетними травами, мощность слоя летнего иссушения - до 1м, а зерновые используют влагу до 0,6-0,7м. В 6-10% случаев бывают засухи, а 1 раз в 3 года на дерново-подзолистых почвах бывает недостаточное обеспечение растений влагой.

Регулирование водного режима - обязательное мероприятие в районах интенсивного земледелия. При этом осуществляется комплекс приемов, направленных на устранение неблагоприятных условий водоснабжения растений. Искусственно меняя приходные и расходные статьи водного баланса, можно существенно влиять на общие о полезные запасы воды в почвах и этим способствовать получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Регулирование водного режима основывается на учете климатических и почвенных условий, а также потребностей выращиваемых культур в воде. Для создания оптиманых условий роста и развития растений необходимо стремиться к уравниванию количества влаги, поступающей в почву, с ее расходом на транспирацию и физическое испарение, то есть созданию коэффициента увлажнения, близкого к 1.

В конкретных почвенно-климатических условиях способы регулирования водного режима имеют свои особенности. Улучшению водного режима слабодренированных территорий зоны достаточного и избыточного увлажнения способствуют планировка поверхности почвы и нивелировка микро- и мезопонижений, в которых весной и летом может наблюдаться длительный застой влаги.

На почвах с временным избыточным увлажнением для удаления избытка влаги целесообразно с осени делать гребни. Высокие гребни способствуют увеличению физического испарения, а по бороздам происходит поверхностный сток воды за пределы поля. Почвы болотного типа и минеральные заболоченные нуждаются в осушительных мелиорациях - устройстве закрытого дренажа или отводе избыточной влаги с помощью открытой сети.

Регулирование водного режима почв во влажной зоне с большим количеством годовых осадков не ограничивается осушительной направленностью. В ряде случаев даже на дерново-подзолистых почвах летом возникает недостаток влаги и потребность в дополнительном количестве воды. Эффективное средство улучшения влагообеспеченности растений в Нечерноземной зоне - двустороннее регулирование влаги, когда избыток влаги отводится с полей по дренажным трубам, а при необходимости подается на поля по тем же трубам или дождеванием.

Все приемы окультуривания почвы (создание глубокого пахотного слоя, улучшение структурного состояния, увеличение общей пористости, рыхление подпахотного горизонта) повышают ее влагоемкость и способствуют накоплению и сохранению продуктивных запасов влаги в корнеобитаемом слое.

В зоне неустойчивого увлажнения и засушливых районах регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональное ее использование. Один из наиболее распространенных способов - влагозадержание снега и талых вод. Для этого используют стерню, кулисные растения, валы из снега… Для уменьшения поверхностного стока воды применяют зяблевую вспашку поперек склонов, обваловывание, прерывистое бороздование, щелевание, полосное размещение культур, ячеистую обработку почвы и др.

Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит полезащитным лесным полосам. Предохраняя снег от сдувания в зимнее время, они способствуют увеличению запасов влаги в метровом слое почвы к началу вегетационного периода на 50-80 мм и до 120 мм в отдельные годы. Под влиянием лесных полос сокращается непродуктивное испарение влаги с поверхности почвы, что также улучшает водообеспеченность полей. Наиболее эффективны ажурные и продувные лесные полосы.

Большое значение в улучшении водного режима почв имеет введение чистых паров, особенно черных. Наибольший эффект чистого пара как агротехнического приема накопления влаги, проявляется в степной зоне и южной лесостепи.

Накоплению и сохранению влаги в почве способствуют многие агротехнические приемы. Поверхностное рыхление почвы весной или закрытие влаги боронованием позволяет избежать ненужных потерь ее в результате физического испарения. Послепосевное прикатывание почвы изменяет плотность поверхностного слоя пахотного горизонта по сравнению с остальной его массой. Создавшаяся разность плотностей почвы вызывает капиллярный подток влаги из нижележащего слоя и способствует конденсации водяных паров почвенного воздуха. В сочетании с увеличением контакта семян с почвенными частицами, все явления, связанные с прикатыванием, усиливают прорастание семян и обеспечивают потребность растений в воде ранней весной. Применение органических и минеральных удобрений способствует более экономному расходованию почвенной влаги. В овощеводстве для сохранения влаги широко используют мульчирующие материалы.

В пустынной и полупустынной зонах основной способ улучшения водного режима - орошение. Очень важным вопросом здесь является борьба с непродуктивным расходованием почвенной влаги в целях предотвращения вторичного засоления.

Заключение. Водные свойства, наряду с климатом, погодными условиями, типом экосистемы, определяют водный режим почв и, следовательно, их экологическую функцию - водоснабжение растений. Известно, что по отношению к воде все растения можно разделить на гигрофиты (обитающие в воде), гидрофиты (требующие увлажненных почвы), мезофиты (обитающие на почвах с достаточным увлажнением) и ксерофиты, произрастающие на сухих почвах. Именно в этих требованиях растений к воде скрыта основа глобальной зональности растений. Формирование разных климатических поясов с разным водным режимом почв приводит к произрастанию на этих почвах разных ассоциаций растений. Выделяют гумидный пояс (тундра и лесная зона умеренной зоны, тропические дождевые и муссонные леса, субальпийские и альпийские горные пояса, горно-лесной пояс), семиаридные зоны (степная и лесостепная, саванны в тропиках, леса и кустарниковые заросли средиземноморского типа: маквис, чапараль, буш), аридные регионы (сухие степи, полупустыни и пустыни).

Именно влажность почвы определяет разное распределение растений в пределах катены, по микрорельефу, в поймах и на плакоре (водоразделе). В пределах одного ландшафта распределение растений связано прежде всего с водным режимом почв - одной из главных их характеристик.

Характеристика водного режима почв. Гидротермический коэффициент

Водный режим почв — совокупность явлений поступления воды в почвы, ее расхода и изменения физического состояния. Вода — важнейший фактор жизни растений, так как она находится в главном минимуме, особенно в засушливых регионах страны. Она необходима растениям во все фазы роста и развития, причем в больших количествах. Годовое содержание влаги в почве показывает, что ее меньше всего в период активной вегетации культур, поэтому данный показатель необходимо регулировать (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Годовая кривая влажности почвы
Среди важнейших факторов жизни растений почвенную влагу отличает сильная изменчивость во времени и в пространстве.
Условия увлажнения территории зависят не только от осадков, но и от температурного режима, которые обычно выражают с помощью гидротермического коэффициента (ГТК):

где 2jP —сумма осадков за теплый период или его часть, mm; £j —
сумма положительных температур за этот же период, °С. Гидрометцентр России пользуется такой шкалой:
. если ГТК < 0,4, то это сухая зона;
. 0,4—1,3 — засушливая;
. > 1,3 — влажная.
Различают пять типов водного режима неорошаемых почв:
1) мерзлотный. Он характерен для северных районов вечной мерзлоты, где в теплое время года происходит оттаивание и переувлажнение только верхнего слоя почв (тундровые почвы);
2) промывной. Он встречается в увлажненных районах с преобладанием осадков над испарением, где выпадающие осадки уходят в грунтовые воды (дерново-подзолистые почвы);
3) периодически промывной, когда количество осадков и испарение примерно равны (серые лесные почвы, оподзоленные и выщелоченные черноземы);
4) непромывной. Он характерен для районов с преобладанием испарения над осадками, где промачивается только верхний слой почв, иногда всего до глубины 30—50 см (черноземные и каштановые почвы);
5) выпотный. Он встречается на территориях с непромывным режимом и близким залеганием грунтовых вод (засоленные почвы пустынь и полупустынь).
Формы (категории) воды в почве и водно-физические константы.
Влага поступает в растения не непосредственно из атмосферы, а через почву. На воду в почве действуют различные силы:
. сила тяжести или гравитации. Под ее влиянием выпадающие
осадки не остаются на поверхности, а стекают вниз и проникают
вглубь почвы, вызывая ее промачивание (рис. 4.2);

Рис. 4.2. Проникновение влаги в почву под действием силы тяжести
сорбционные силы, или силы молекулярного притяжения. Они притягивают молекулы воды к мелким (менее 1 мм) частицам почвы и удерживает их силой от 50 до десятков тысяч атмосфер (рис. 4.3);

Рис. 4.3. Действие сорбционных сил на молекулы воды
менисковые, или капиллярные, силы. Они действуют в узких (менее 1 мм) порах почвы — капиллярах и препятствуют дальнейшему стеканию воды вниз (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Менисковые, или капиллярные, силы
В результате влага зависает и образуется промоченный слой толшиной до 1,0— 1,5 м, откуда растения берут влагу (рис. 4.5);


Рис. 4.5. Результат действия менисковых, или капиллярных, сил
осмотические силы. Они вызываются веществами, растворенными в почвенной влаге, например удобрениями, и влекут ее передвижение от мест с меньшей концентрацией этих веществ к местам с их большей концентрацией (рис. 4.6).


Рис. 4.6. Осмотические силы
В зависимости от сил, которые на нее в основном воздействуют, влага в почве может находиться в нескольких формах или категориях. Они отличаются друг от друга по степени доступности растениям, скорости передвижения, т.е. подвижности и физическому состоянию.
По физическому состоянию различают жидкую влагу, которая усваивается корнями растений, и неусвояемые формы — твердую (лед) и парообразную, которые могут быть использованы растениями только после таяния или конденсации водяных паров, когда они превращаются в жидкую форму.
Формы (категории) почвенной влаги классифицируют следующим образом (по Роде):
по физическому состоянию:
1) усвояемая:
— жидкая (свободная);
2) неусвояемая:
— твердая (лед);
— парообразная;
по степени подвижности:
1) неподвижная:
— химически связанная;
— физически связанная;
— прочносвязанная (гигроскопическая);
2) малоподвижная:

3) легкоподвижная:
— капиллярная;
— гравитационная;
по степени доступности растениям: 1) легкодоступная (продуктивная):
— капиллярная;
— гравитационная;
2) труднодоступная (непродуктивная):
— капиллярно-разобщенная;
— рыхлосвязанная (пленочная);
3) недоступная (непродуктивная):
— прочносвязанная (гигроскопическая).
Водяной пар находится в составе почвенного воздуха в порах почвы, не занятых водой. Он активно передвигается от мест с его большей концентрацией к местам с его меньшей концентрацией в результате диффузии, а также пассивно с общим током воздуха, т.е. путем конвекции. Зимой он передвигается из нижних теплых слоев почвы в верхние, где и конденсируется на границе промерзания почвы (так называемая «зимняя перегонка»). В результате в верхнем метровом слое почвы дополнительно накапливается около 10 мм влаги.
В теплое время, напротив, наблюдаются потери парообразной влаги, когда она поднимается вверх и улетучивается в атмосферу. Но может происходить и обратный процесс, когда парообразная влага из атмосферы попадает в почву и ночью, когда почва остывает, конденсируется в ней в виде «внутрипочвенной росы». Это наиболее
заметно в приморских районах, где воздух насыщен парами воды, а также на легких почвах в районах с континентальным климатом, где днем почва сильно прогревается, а ночью быстро остывает.
По степени подвижности, т.е. скорости передвижения в почве, различают три категории влаги: неподвижная, трудноподвижная, малоподвижная и легкоподвижная.
Неподвижная влага представлена химически связанной, которая входит в состав почвенных минералов, и физически связанной, или гигроскопической. Гигроскопическая, или прочносвязанная, влага состоит из молекул воды, притянутой к мелким (< 1 мм) частицам почвы сорбционными силами, она передвигается только в виде пара.
Трудноподвижная (малоподвижная) влага передвигается очень медленно (несколько сантиметров в год), она представлена рыхлосвязанной, или пленочной, влагой (рис. 4.7).


Рис. 4.7. Прочно- и рыхлосвязанная формы почвенной влаги
Она находится поверх слоя гигроскопической влаги и передвигается от более толстых пленок к менее толстым.
Легкоподвижная влага состоит из гравитационной и капиллярной влаги. Она передвигается сравнительно быстро и на большие расстояния — до нескольких метров.
Подвижность почвенной влаги определяет ее доступность растениям. Чем дальше и быстрее она передвигается в почве от более увлажненных к менее увлажненным местам, в частности, к зоне иссушения вокруг корней, тем она доступнее растениям.
По степени доступности различают три категории влаги: легкодоступная, труднодоступная и недоступная.
К легкодоступной относятся гравитационная и капиллярная влага, которая удерживается почвой с небольшой силой — до 5—10 атм, поэтому корни растений, имеющие сосущую силу от 5—10 до 50— 100 атм, легко добывают ее из почвы. Но гравитационная влага быстро (через несколько суток) исчезает, превращаясь в другие формы, и поэтому является эфемерным источником водоснабжения. Значит основной формой влаги, участвующей в снабжении растений, является капиллярная влага, которая присутствует в почве длительное время. Итак, надо знать и учитывать закономерности передвижения влаги, чтобы направлять ее в нужное место и предохранять от непродуктивных потерь. Капиллярная влага передвигается в почве под влиянием градиентов, т.е. изменения влажности, плотности и температуры почвы, а также от более увлажненных мест к менее увлажненным (рис. 4.8).
Так, когда корни растений потребляют влагу, вокруг них создается зона иссушения, куда через капилляры попадают новые порции воды. Это полезный процесс. Но он может быть и отрицательным. Так, когда почва насыщена влагой, например, после снеготаяния, полива или дождя, ее поверхность высыхает, туда попадают новые порции воды, чтобы в свою очередь испариться в атмосферу. За сутки этот «насос» перекачивает 50—100 т воды (рис. 4.9).


Для того чтобы уменьшить потери, верхний слой неглубоко рыхлят, превращая в нем узкие капиллярные поры в широкие некапиллярные. А в силу физических законов влага не может передвигаться из узких пор в широкие, в результате создается «гидрозамок», и испарение снижается примерно в два раза. Напротив, если надо подтянуть влагу к верху, например, к высеянным семенам, производят не рыхление, а прикатывание почвы. Различия в плотности
увеличивают перемещение капиллярной влаги из рыхлых слоев почвы в плотные, т.е. из широких пор в узкие.
Градиент температуры вызывает перемещение капиллярной влаги от теплых мест к холодным, и наоборот. В частности, с ним связано иссушение почвы весенними ночными заморозками, когда оттаявшая днем почва ночью подмерзает, а влага по капиллярам поднимается вверх и там испаряется.
Труднодоступная влага представлена капиллярно-разообщенной и рыхлосвязанной влагой. Первая находится в капиллярах с воздушными пробками, которые препятствуют ее передвижению (рис. 4.10).


Рис. 4.10. Капиллярно-разобщенная влага
Рыхлосвязанная располагается в виде пленки поверх прочносвязанной влаги и удерживается почвой с такой силой, что корни растений с трудом ее усваивают.
Недоступная влага — это прочносвязанная (гигроскопическая) влага, которая располагается непосредственно поверх почвенных частиц, и молекулярные силы удерживают ее так прочно, что корни растений не в состоянии ее усвоить. В сумме труднодоступная и недоступная влага образует непродуктивную влагу, которая не усваивается растениями и не создает урожая.
В зависимости от того, в каких формах влага присутствуют в почве, она находится в различном физическом состоянии, которое характеризуется водно-физическими или агрогидрологическими константами. Это уровни увлажнения почвы, резко отличающиеся друг от друга связностью, подвижностью и доступностью почвенной влаги. Перечень этих констант одинаков для всех почв, но их конкретные значения для каждой почвы различны. На рис. 4.11 для примера представлены водно-физические константы метрового слоя тяжелосуглинистой почвы.
Максимальное количество влаги в почве содержится при полной влагоемкости (ПВ) — состоянии увлажнения почвы, когда все ее поры: и широкие некапиллярные, и узкие капиллярные заполнены водой. После стекания гравитационной влаги (через 1—3 сут) почва приходит в состояние наименьшей влагоемкости (НВ). В интервале ПВ—НВ на почвенную влагу действуют в основном силы гравитации.


Рис. 4.11. Водно-физические константы метрового слоя тяжелосуглинистой почвы
Наименьшая влагоемкость — важнейшая водно-физическая константа, показывающая, какое количество воды данная почва может удерживать в себе длительное время и предоставлять ее растениям. От этой величины начинается отсчет запасов продуктивной влаги, которая участвует в создании урожая. Преобладающей формой влаги в почве является капиллярная, которая находится в узких (менее 1 мм в диаметре) порах.
По мере высыхания почвы в нее попадает воздух, и в капиллярах появляются воздушные пробки. Они разрывают сплошность капилляров, замедляют передвижение влаги по капиллярам и тем самым затрудняют снабжение почвы водой. Наступает состояние влажности замедленного роста растений (ВЗР), или влажность разрыва капилляров (ВРК). С этого момента передвижение воды в почве происходит в основном не в жидком виде по капиллярам, а в виде пара, конвекционно-диффузионным путем. В орошаемом земледелии такое состояние соответствует времени проведения полива.
При дальнейшем иссушении, когда будут использованы все запасы легкодоступной влаги, наступает состояние влажности устойчивого завядания растений (ВУЗ) — предел увлажнения почвы, когда формирование урожая прекращается, в почве остается только непродуктивная влага.
Когда почва иссушается до состояния максимальной гигроскопичности (МГ), в ней остается недоступная растениям влага.
М Г определяется для каждой почвы лабораторным путем, а по ней рассчитывается влажность устойчивого завядания по формуле:

Наиболее высокая МГ наблюдается на почвах тяжелого гранулометрического состава и высокогумусированных черноземах, наименьшая — на песчаных почвах.
Таким образом, беспрепятственное снабжение растений водой и создание их урожая происходят в интервале влажности почвы между НВ и ВУЗ. Чем этот интервал шире, тем лучше водоснабжение растений. Для его регулирования используется три группы методов:
1) обеспечивающие исходное увлажнение почвы перед посевом до НВ (все мероприятия по накоплению влаги в почве);
2) увеличивающие НВ (увеличение содержание гумуса в почве, улучшение ее структуры, строения и сложения, внесение навоза);
3) уменьшающие ВУЗ (подбор засухоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур, например замена гороха на нут, кукурузы на сорго).
Баланс почвенной влаги. Водный баланс — совокупность статей прихода и расхода влаги в корнеобитаемом слое почвы (для зерновых культур он составляет 1,0—1,5 м, многолетних трав и подсолнечника — 2,0 м и более). Его можно составить за год, вегетационный период или иные сроки.
Для неорошаемых условий его можно представить таким образом:

где Wt — запас влаги в конце периода, например, после уборки (м3/га или мм/га); IV0 — запас влаги в начале периода, например, перед посевом; О — количество осадков за изучаемый период, например вегетационный; <7Ф — количество воды, поступившей из грунтовых вод (при их близком расположении к поверхности, когда капиллярная кайма доходит до корнеобитаемого слоя (рис. 4.12); qK — величина конденсации парообразной влаги (для легких почв и в приморских районах); 2*п (сумма п) — потери влаги на физическое испарение почвой; Т — транспирация, т.е. расход влаги растениями; qtt — потери на инфильтрацию влаги вниз за пределы корнеобитаемого слоя (в условиях промывного режима увлажнения); qn — поверхностный сток и снос снега; qc — расход влаги сорняками.
Основная приходная статья влаги в неорошаемых условиях — атмосферные осадки. Не имея возможности их регулировать, необходимо добиваться их более полного усвоения.
Грунтовые воды залегают обычно глубоко и не могут усваиваться растениями. Поступления конденсационной влаги также сравнительно невелики.
В расходных статьях влаги главное внимание следует уделять ее непродуктивным потерям из почвы, сводя их к минимуму.


Рис. 4.12. Поступление влаги за счет грунтовых вод
Так, вблизи г. Саратова в год выпадает 390 мм осадков. Из них продуктивно (на транспирацию) расходуется всего 150 мм, или 38%. Остальная влага (62%) теряется совершенно бесполезно (рис. 4.13).


Рис. 4.13. Расход влаги на черноземных почвах Саратовского правобережья
Основные пути регулирования водного режима почв. Недостаточность и неравномерность выпадения атмосферных осадков, огромные непроизводительные потери влаги из почвы, составляющие более 60% годовой суммы осадков, вызывают необходимость регулирования водного режима почв в засушливых условиях. Приемы его регулирования можно разделить на четыре группы:
1) мероприятия мелиоративного характера;
2) мероприятия по воздействию на климат;
3) мероприятия по воздействию на почвы;
4) мероприятия по воздействию на сами растения.
К первой группе относятся орошение в засушливых районах и осушение в увлажненных.
Мероприятия второй группы — это посадка лесополос, устройство прудов и водохранилищ. Они уменьшают дефицит влажности воздуха, а лесополосы еще и снижают скорость ветра. За счет этого уменьшается испарение воды почвой и растениями. Кроме того, они приостанавливают рост оврагов и тем самым дальнейшее опускание уровня грунтовых вод и аридизацию территории. К третьей группе мероприятий относятся:
1) приемы повышения почвенного плодородия (внесение удобрений, увеличение содержания гумуса и др.), в результате чего снижается транспирационный коэффициент растений, так как на плодородных почвах они экономнее расходуют влагу в соответствии с законом совокупного действия факторов роста;
2) приемы, обеспечивающие более полное усвоение осадков почвами и растениями:
* повышение водопроницаемости почв за счет их глубокой и ранней обработки, улучшение структуры, строения и сложения почв. При этом осадки лучше впитываются в почвы, а растения развивают более мощную и глубокую корневую систему и полнее используют влагу;
. задержание снега и талых вод (посадка лесополос, посев кулис, сохранение стоящей стерни при безотвальной обработке почв, снегопахание, обработка почв поперек склона, позднеосеннее щелевание почв);
3) уменьшение потерь влаги из почв:
. сокращение физических потерь влаги на испарение;
— придание обрабатываемому слою почв оптимального строения и сложения (в засушливых условиях это плотность — в пределах 1,1 — 1,3 г/см3, общая порозность — 55—60%, соотношение в ней капиллярной и некапиллярной порозности — 2: 1—3: 1, аэрация — около 15—20%; в условиях достаточного увлажнения соответственно 1,15—1,35 г/см3; 46—56%; 1,5: 1; не менее 15%);
— выравнивание почв в теплый период;
— своевременное послеуборочное лущение, ранневесеннее покровное боронование;
— прикатывание рыхлых почв в сухое время года (после посева, после культивации пара);
— мульчирование почв растительными остатками (стерней при безотвальной обработке, измельченной соломой);
. уничтожение сорняков;
. своевременное и качественное выполнение полевых работ (предпосевной обработки почв и посева, ухода за парами и т.д.);
4) введение в севооборот чистых паров, которые аккумулируют выпадающие осадки и сохраняют их к посеву сельскохозяйственных культур.
К четвертой группе мероприятий можно отнести прежде всего подбор засухоустойчивых культур и сортов, имеющих низкий транспирационный коэффициент, глубокую и мощную корневую систему с высокой сосущей силой корней, а также более высоким выходом товарной продукции по отношению к побочной.
В табл. 4.1 показана шкала оценки весенних влагозапасов почв, в том числе их оптимальные показатели.
Таблица 4.1 Оценка весенних влагозапасов почв (по методике Гидрометцентра)

Водным режимом называют всю совокупность явлений поступления влаги в почву, её передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы. Количественно его выражают через водный баланс. Водный баланс характеризует приход влаги в почву и расход из неё.

Регулирование водного режима почвы - обязательное мероприятие в условиях интенсивного земледелия. При этом осуществляют комплекс приёмов, направленных на устранение неблагоприятных условий водоснабжения растений. Искусственно изменяя приходные и особенно расходные статьи водного баланса, можно существенно валять на общие и полезные запасы воды в почвах и этим способствовать получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Регулирование водного режима основывается на учете климатических и почвенных условий, а также потребностей выращиваемых культур в воде.

Для создания оптимальных условий роста и развития культурных растений необходимо стремиться к уравниванию количества влаги, поступающей в почву, с ее расходом на транспирацию и физическое испарение, то есть созданию коэффициента увлажнения, близкого к единице.

В конкретных почвенно-климатических условиях способы регулирования водного режима почв имеют свои особенности.

Улучшению водного режима слабодренированных территорий зоны достаточного и избыточного увлажнения способствуют планировка поверхности почвы и нивелировка микро- и мезопонижений, в которых весной и после летних дождей наблюдается длительный застой воды.

На почвах с временным избыточным увлажнением для удаления избытка влаги целесообразно с осени делать гребни. Высокие гребни способствуют увеличению физического испарения, а по бороздам происходит поверхностный сток воды за пределы поля.

Почвы болотного типа, а также минеральные заболоченные нуждаются в осушительных мелиорациях - устройстве закрытого дренажа или использовании открытых дрен для избыточной влаги.

Регулирование водного режима почв во влажной зоне с большим количеством годовых осадков не ограничивается осушительной направленностью. В ряде случаев, например на дерново-подзолистых почвах, летом проявляется недостаток влаги и потребность в дополнительном количестве воды. Эффективное средство улучшения влагообеспеченности растений в Нечерноземье - двустороннее регулирование влаги, когда избыток влаги отводится с полей по дренажным трубам в специальные источники и при необходимости подает на поля по тем же трубам или дождеванием.

Все приемы окультирования почвы (создание глубокого пахотного слоя, улучшение структурного состояния, увеличение общей пористости, рыхление подпахотного горизонта и др.) повышают ее влагоёмкость и способствуют накоплению и сохранению продуктивных запасов влаги в корнеобитаемом слое.

В зоне неустойчивого увлажнения и засушливых районах регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональное ее использование. Один из наиболее распространённых способов влагонакопления - задержание снега и талых вод. Для этого используют стерню, кулисные растения, валы из снега и др. для уменьшения поверхностного стока воды применяют зяблевую вспышку поперёк склонов, обвалование, прерывистое бороздование, щелевание, полосное размещение культур, ячеистую обработку почвы и другие приёмы.

Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит полезащитным лесным полосам. Предохраняя снег от сдувания в зимнее время, они способствуют увеличению запасов

Влаги в метровом слое почвы к началу вегетационного периода на 50-80 мм и до 120 мм в отдельные годы. Под влиянием лесных полос сокращается непродуктивное испарение влаги с поверхности почвы, что также улучшает водообеспеченность полей. Наиболее эффективны ажурные и продувные лесные полосы.

Большое значение в улучшении водного режима почв имеют введение чистых и особенно черных паров. Наибольший эффект чистого пара как агротехнического приема накопления влаги, проявляется в степной зоне и южной лесостепи. Весьма эффективным средством повышения запасов продуктивной влаги являются кулисные пары.

Накоплению и сохранению влаги в почве способствуют многие агротехнические приёмы. Поверхностное рыхление почвы весной или закрытие влаги боронованием позволяет избежать ненужных потерь ее в результате физического испарения. Послепосевное прикатывание почвы изменяет плотность поверхностного слоя пахотного горизонта по сравнению остальной его массой. Создавшаяся разность плоскостей почвы вызывает капиллярный подток влаги из нижележащего слоя и способствует конденсации водяных паров воздуха. В сочетании с увеличением контакта семян с почвенными частицами все явления, связанные с прикатыванием, усиливают прорастание семян и обеспечивают потребность растений в воде ранней весной. Применение минеральных и органических удобрений способствует более экономному использованию влаги. В овощеводстве для сохранения влаги широко применяют мульчирование почвы различными материалами.

В пустынно-степной и пустынной зонах основной способ улучшения водного режима - орошение. При орошении борьба с непродуктивными потерями воды имеет особо важное значение в целях предотвращения вторичного засоления. В комплексе мероприятий по улучшению водоообеспеченности растений в различных зонах важно предусматривать улучшение водных свойств почв, их структурного состояния.

Атакулов Т., Ержанова., Алкенов Е.

УДК. 631.587.

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ И УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ПОСЕВАХ САФЛОРА В ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЕ КАЗАХСТАНА

Тастанбек Атакулов, д-р с.-х. наук, проф.
Кенже Ержанова, канд. с.-х. наук, доцент
Ельтай Алкенов, докторант (PhD)
Казахский национальный аграрный университет

В статье приводятся данные о влиянии режима орошения и уровня минерального питания на продуктивность сафлора в предгорной зоне Казахстана.

Ключевые слова: сафлор, режим орошения, минеральное питание, водопотребление, засоление, урожайность.

The article presents data on the effect of irrigation regime and the level of mineral nutrition on the productivity of safflower in the foothills of Kazakhstan.
Key words: safflower, mode of irrigation, mineral nutrition, water consumption, salinity, productivity.

В последние годы, орошаемые земли Казахстана используются не эффективно. Основной причиной этого, наряду с не соблюдением агротехнических приемов и ухудшением технического состояния оросительных систем, является засоление.

Переход на рыночную экономику, отсутствие капитальных вложений на строительство и реконструкцию оросительных систем побудили к поиску более дешевых и приемлемых путей улучшения мелиоративного состояния почв.

Одним из способов оздоровления засоленных и солонцовых земель - возделывание фитомелиорантов, которые улучшают физико-химические, мелиоративные условия земель и дают высокие урожаи кормовых (масличных) культур. Кроме этого, их выращивание очень благоприятно влияет на экологию и экономически эффективно, так как малозатратно .

Учитывая эти преимущества, мы с 2003 года проводили НИР по выявлению лучших фитомелиорантов для оздоровления засоленных и солонцовых земель в условиях предгорной зоны Заилийского Алатау и установили, что сафлор является хорошим фитомелиорантом.

Сафлор относится к засухоустойчивым культурам, но результаты наших опытов показывают, что в условиях предгорной зоны эта культура испытывает недостаток влаги в период цветения и плодообразования. Поэтому с 2005 г. мы продолжили полевые опыты по изучению режима орошения и уровня минерального питания сафлора.

Опытные участки были расположены на территории УОС «Агроуниверситет» на лугово-каштановых среднезасоленных почвах. В начале вегетации определены водно-физические и химические свойства почвы. Повторность опыта 3-кратная, учетная площадь делянок - 48 м 2 . Были приняты следующие варианты оптимального режима орошения фитомелиоранта сафлора:

I. Без полива (контроль)

II. 60-60-60% от НВ

III. 60-70-60% от НВ

IV. 70-80-70% от НВ

Указанные выше варианты располагались рендомезированным методом. При составлении схемы опыта и плановом размещении вариантов руководствовались «Методикой полевого опыта» .

Соблюдение различных порогов предполивной влажности почвы позволило установить сроки и нормы поливов сафлора.

Результаты наших исследований показали, что по мере повышения порога предполивной влажности почвы поливная норма сафлора снижается, число поливов и оросительная норма возрастает. Поливную норму рассчитывали по общеизвестной формуле А.Н.Костякова.

Для поддержания влажности почвы на уровне 60-60-60% от НВ - был проведен 1 полив с поливной нормой 800-810 м 3 /га.

Для поддержания влажности почвы на уровне 60-70-60% от НВ были осуществлены 2 полива с поливной нормой 800-820 м 3 /га, оросительная норма колебалась в пределах 1610-1620 м 3 /га.

В IV варианте для поддержания влажности почвы на уровне 70-80-70% от НВ потребовалось проведение 3 поливов с поливной нормой 500-600 м 3 /га, при этом оросительная норма изменялась в пределах 1780-1880 м 3 /га.

Таким образом, для соблюдения установленной схемы опытов проводили 1-3 полива, с оросительной нормой 720-1880 м 3 /га.

Суммарное водопотребление сафлора по вариантам изменялось в широких пределах - от 2799 до 3017 м 3 /га. Удельный вес оросительной воды в водообеспеченные годы изменяется от 26 до 47%. В засушливые годы роль оросительной воды значительно возрастает и доходит до 45-50%.

Поддержание влажности почвы на различном уровне оказало влияние на рост, развитие и урожайность сафлора. Так, в I варианте его урожайность была 9,6 ц/га, во II и III - соответственно 14,0 и 18,1 ц/га. Корзинок с 1 растения было 10-16 шт/м 2 , масса семян с корзинки - 6-17 г. (таблица 1).

Таблица 1 - Урожайность сафлора при различных режимах орошения (среднее за 2005-2008 гг.)

№ п/п	Варианты	Урожайность, ц/га	Прибавка от водного режима	Выход урожая на 1000 м 3 /ц
	Без полива (контроль)	9,6
	60-60-60% от НВ	14,0	4,4	5,6
III	60-70-60% от НВ	18,1	8,5	5,4
	70-80-70% от НВ	19,5	9,9	5,3

По данным таблицы, можно сделать вывод, что с повышением порога предполивной влажности почвы урожайность сафлора увеличивается, но при чрезмерном увеличении влажности интенсивность ее роста и урожайность особо не увеличивается.

В Казахстане проведены обстоятельные исследования по разработке научных основ применения удобрений. Достаточно детально изучены агрохимические свойства пахотных почв, на основе многолетних исследований научных учреждений и опытных станций подготовлены рекомендации по применению удобрений под зерновые, кормовые, технические и овощные культуры. Однако вопросы применения минеральных удобрений под орошаемые сельскохозяйственные культуры обычно рассматриваются без учета режимов их орошения. В свою очередь, при изучении поливных режимов обходят вниманием оптимизацию минерального питания растений. Орошение сельскохозяйственных культур и применение удобрений - это единая система орошаемого земледелия. Эта система должна опираться на единые научно-обоснованные рекомендации, которые должны быть разработаны с учетом специфических особенностей почвенных и климатических условий, природных зон, а также биологических особенностей возделываемых культур и особенностей зональной технологии их возделывания .

Известно, что при повышении концентрации почвенного раствора, почвенная влага становится менее доступной растениям. Следовательно, чем выше применяемые дозы удобрений, тем больше должен быть уровень увлажнения почвы.

Поступление элементов питания и воды в растения происходит неравномерно и значимость полного обеспечения его пищей и водой в различные периоды жизни далеко не одинакова. Регулируя пищевой и водный режимы, необходимо учитывать, так называемые, критические периоды водоснабжения и периоды максимальной эффективности питания. Например: у яровой пшеницы критическим периодом в питании является время от кущения до колошения, а у сафлора - фаза бутонизации, то есть начало цветения, когда развиваются генеративные органы. Недостаток влаги в этот период роста и развития растений приводит к нарушению жизненного цикла растений.

В силу закона совокупного взаимодействия факторов жизни при обильном увлажнении, влияние удобрений оказывается эффективнее, чем при ограниченном запасе воды. Более того, при лучшей обеспеченности почвы водой в 10-15 раз увеличивается перевод элементов питания из труднодоступных форм в воднорастворенное - доступное состояние .

Многочисленные опыты с удобрениями, проведенные в условиях орошения, показывают, что для получения высоких урожаев требуется оптимальное сочетание удобрений и режима орошения, а именно: более высокому уровню увлажнения почв соответствуют повышенные нормы удобрений.

Также с 2005 года нами проводились полевые опыты по разработке оптимальных режимов орошения сафлора на фоне различных доз минеральных удобрений. Результаты опытов приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Влияние режимов орошения и норм минеральных удобрений на урожайность сафлора (среднее за 2005-2008 гг.)

Варианты опыта	Без удобрений	N 30 P 60 K 30			N 60 P 90 K 60			N 90 P 120 K 90
		ц/га	Прибавка урожая от удобрений		ц/га	Прибавка урожая от удобрений		ц/га	Прибавка урожая от удобрений
	ц/га		ц/га			ц/га			ц/га
60-60-60% от НВ	14,0	16,6	2,6	18,5	17,5	4,7	26,8	19,3	5,3	27,4
60-70-60% от НВ	18,1	22,0	3,9	21,5	23,2	5,1	28,1	25,0	6,9	27,6
70-80-70% от НВ	19,5	23,4	3,9		24,8	5,3	27,1	26,2	6,7	25,5

Анализ приведенных в таблице данных показывает, что с повышением порога предполивной влажности почвы и дозы удобрений урожайность сафлора увеличивается. Однако можно заметить, что с повышением порога предполивной влажности почвы до 80% от НВ процент прибавки урожая снижается. Такая же закономерность наблюдается с увеличением доз удобрений.

Различный режим увлажнения почвы оказал свое влияние на содержание солей в почве в конце вегетации сафлора. Прослеживается закономерность, что с повышением порога предполивной влажности почвы от 60% до 80% от НВ процент уменьшения солей увеличивается. Поддержание влажности почвы на высоком уровне приводит к интенсивному растворению солей и увеличивает их подвижность, в результате чего часть солей усваиваются сафлором, а часть просачивается в нижележащие горизонты почвы.

В наших опытах за период мелиорации произошло значительное улучшение солевого режима, особенно на вариантах с повышенными порогами предполивной влажности почвы, что способствовало получению хороших урожаев семян.

Основные выводы: Для оптимального роста и развития сафлора необходимо поддерживать влажность почвы не ниже 70% от НВ, для чего необходимо в течение вегетационного периода проводить 2-3 полива с нормой 650-750 м 3 /га.

С повышением порога предполивной влажности почвы от 60-80% от НВ под посевами сафлора процент уменьшения солей увеличивается, то есть сафлор - как фитомелиорант оказывает рассоляющее действие на почву.

Литература:

• 1. Атакулов Т.А. Рациональное использование земельных и водных ресурсов восточного и юго-восточного Казахстана при орошении Алматы, 1995
• 2. Доспехов Методика опытного дела, 1971
• 3. Балябо Н.К., Васильев С.Г. Результаты применения удобрений в новых районах орошаемого земледелия. В сб. Эффективность удобрений на орошаемых землях, 1967.
• 4. Технология возделывания сафлора на маслосемена в условиях юго-востока Казахстана. (Рекомендации), Алматы, 2003.

Ваша оценка: Нет Средняя: 8 (4 голоса)

Водные свойства почв

Важнейшими водными свойствами почв является водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность. Водоудерживающая способность почвы - свойства почвы удерживать то или иное количество воды, обусловлено действием сорбционных и капиллярных сил. Водопроницаемость - способность почвы воспринимать и пропускать через себя воду. Различают две стадии водопроницаемости – впитывание и фильтрацию. Водоподъемная способность - свойство почвы вызвать капиллярный подъем влаги. Водоподъемная способность определяется агрегатностью, механическим составом и сложением почвы, обусловливающих ее пористость. Степень минерализации грунтовых вод оказывает значительное влияние на скорость капиллярного подъема.

Водный режим почв.

ПЗВ = ОЗВ – ЗТВ.

Типы водного режима почв.

Промывной тип водного режима характерен для большинства почв таежно-лесной зоны, влажных субтропических и некоторых других почв. Непромывной, или замкнутый (импермацидный), тип водного режима характерен для большинства степных почв (черноземы, каштановые и др.). Периодически промывной тип водного режима присущ серым лесным почвам, оподзоленным почвам депрессий степной зоны и некоторым другим. Выпотной (экссудатный) тип водного режима характерен для гидроморфных солончаков, пойменных, плавневых и некоторых других почв.

Регулирование водного режима почв

В зоне неустойчивого увлажнения регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональное ее использование. Для задержания снега и талых вод используются стерня, кулисные растения, валы из снега и др. Для уменьшения поверхностного стока воды применяются заблевая вспашка поперек склонов, обвалование, ячеистая обработка почвы и другие приемы. Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит полезащитным лесным полосам. Эффективному использованию влаги, накопленной в почве, способствуют многие агротехнические приемы: поверхностное рыхление почвы весной, закрытие влаги боронованием, послепосевное прикатывание почвы. В пустынно-степной и пустынной зонах основной способ улучшения водного режима – орошение.

4. Топырақты суғару мен мелиорациялаудың теориялық жағдайлары

Мелиорация почв (от лат. - улучшение) - улучшение свойств почв с целью повышения ее плодородия. Различают: гидротехническую (осушение, орошение, промывка засоленных почв) с целью улучшения физических свойств почв, химическую (известкование, гипсование, внесение химических мелиораторов) и агролесомелиорацию. Мелиорация почвы коренным образом улучшает ее водно-воздушный режим и, следовательно, создает хорошие условия как для образования, так и для активного функционирования гумуса, участия его в процессах, связанных с плодородием почв.

Орошение относится к гидромелиорации, которая представляет собой ряд мер, направленных на долговременное улучшение водного режима почвы с целью повышения её урожайности. Если орошение требуется осуществлять в местности бедной водными запасами, то предварительно следует провести обводнение территории, так как постоянная транспортировка требуемых для орошения объёмов воды была бы чрезвычайно неэффективной и дорогостоящей. С помощью же обводнения обеспечивается поступление воды естественным ходом, что позволяет её использовать в дальнейшем непосредственно в оросительных системах. В целом, орошение применяется в самых различных участках по климатическим условиям. Очевидно, что наибольшая нужда в орошении наблюдается в регионах с жарким сухим климатом (аридный климат), характеризующихся малым количеством осадков

К основным способам орошения относится:

· полив по бороздам водой, подаваемой насосом или из оросительного канала;

· разбрызгиванием воды из специально проложенных труб;

· аэрозольное орошение - орошение мельчайшими каплями воды для регулирования температуры и влажности приземного слоя атмосферы;

· подпочвенное (внутрипочвенное) орошение - орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону;

· лиманное орошение - глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока.

· дождевание - орошение с использованием самоходных и несамоходных систем кругового или фронтального типа.

В задачу орошения входит определение необходимого количества воды, требуемого для проведения оросительных работ с максимальной эффективности. Для этого учитывают как местные климатические условия, так и вид орошаемых растений и требуемые ему условия для максимального произрастания и количества воды в разные периоды роста. Следует знать фазы развития той или иной культуры и обеспечивать требуемые условия для каждой из фаз. Различают поливную норму - количество воды, требуемое сельскохозяйственной культуре на один полив, и оросительную норму - весь объём воды на период орошения. Коэффициентом водопотребления называют количество воды, исрасходованное растениями, на единицу урожая.

1. Топырақтардың аниондарды сіңіруі. Топырақтың буферлігі.

Вопрос об адсорбции анионов почвами еще далеко недостаточно разработан. Благодаря развитию знаний об электрокинетических свойствах коллоидов наметились и новые пути изучения адсорбция анионов. Мы знаем теперь, что в почве наряду с отрицательными коллоидами существуют в некотором количестве и коллоиды положительно заряженных коллоидов.

Изучая адсорбцию анионов, следует, очевидно, интересоваться теми условиями, при которых роль положительных коллоидов достаточно ярко выявлено.

Адсорбция анионов в почве зависит от нескольких факторов. Основные из них следующие:

а) особенности самих анионов

б) состав почвенных коллоидов и их электрокинетические свойства

в) реакция среды (РН).

а) Если расположить анионы по возрастающей способности к адсорбции, то получим следующей ряд: CI= Nо 3

Чем больше валентность аниона, тем больше его способность адсорбцоваться на поверхности коллоидов. Исключение составляет только ион ОН, обладающей наибольшей активностью, несмотря на малую валентность. Это можно объяснить тем, что с увеличением валентности аниона уменьшаться диссоциация соединения, образующего двойной слой, а реакция идет в сторону образования наименьшей диссоциованных соединений.

б) Состав коллоидов (их гранул) в большой мере влияет на поглощение анионов,

в) изменение реакции среды влечет за собой изменение потенциала коллоидов, подщелачивание повышает отрицательный потенциал, подкисление положительный, отсюда следует, что кислая реакция среды способствует большей адсорбции анионов, и, наоборот, в щелочной среде, адсорбция анионов ослаблена.

Обычно же хлориды и нитраты почвой не поглощаются, так как эти анионы не образуют трудно растворимых солей, то в почве их ничего не занимает от вымывания. И если No 3 обычно полностью захватываются растениями, в процессе питания, то судьбы CI в почвах зависит, прежде всего, от характера водного режима местности, то или иное накопление хлора в почвах возможно лишь в сухом климате, в условиях промывного режима хлора вымывается и уносится в моря и океаны.

В практике сельского хозяйства с отсутствием поглощения Nо 3 и хлор необходимо считаться. Так, нитраты (селитра) применяемые в качестве удобрений, вносят как можно ближе и посеву растений для того, чтобы они не успели вымываться и могли быть использованы всходами. Хлор обычно маложелательный компонентов удобрения. Поэтому такие удобрения, как калийная соль, содержащий много хлор следует, вносит в почву заранее.

Ионы SO 4 в природных условиях не поглощаются черноземами и горизонтам А - дерновое - подзолистых почв иначе обстоит дело с поглощением анионов солей фосфорной кислоты, благодаря большому значению фосфора в питании растений на поглощении его почвой необходимо остановится особо.

Все различные три почвы, с которыми проводились опыт, удержали большую часть внесенной фосфорной – кислой соли в форме, не переходящей в водную вытяжку. При этом особенно сильное поглощение наблюдается, на красноземе где даже большие дозы фосфора оказались, поглощенными почти, нацело в отличие адсорбции таких ионов NO 3 иCI поглощение, ионов фосфорной кислоты почвой представляет собой явление весьма сложное. Фосфат ионы в почве очень редко трех валентны. Диссоциация Н 3 РО 4 как слабая кислота зависит от РН среды. Полностью Н 3 РО 4 диссоцирует лишь при щелочной реакции, а в условиях нейтральной или слабокислой среды при диссоциации образуется ионы НРо 4 и Н 2 РО 4 .

Ионы PO 4 не имеют практического значения в питании растении, тем как при тех значениях РН при которых живут растений, ионов фосфора в растворе почти нет. Большое участие в поглощении анионов фосфорной кислоты принимают реакции химического осаждение. Фосфорная кислота дает с двух и трех валентности катионами нерастворимы или малорастворимые соли.

В почвах с реакцией близкой к нейтральной содержащих карбоната кальция внесенная в почву растворимая соль фосфорной кислоты, как Ca(H2PО4)2 – суперфосфат осаждается в результате реакции, в следующем виде

Ca(H2Po4)2+ Ca(HCo3)2 →2 Ca HPO4+ 2 H2CO3 или

Са (Н2РО4)2+ 2 Са (НСо3)2→ Са (РО4)2+ 4 Н2 Со3

Образование более основных фосфатов кальция при реакции близкой к нейтральной, возможно и в отсутствие карбонатов кальция за счет реакции обмена с катионами кальция из диффузного слоя почвенных коллоидов.

Почва / Са+ Са (Н2РО4)2→ почве К / н н + 2 Са НРО4

Н.И. Горбунов указывает на следующие наиболее вероятные способы поглощения анионов фосфатов в почве:

1. Образование малорастворимых фосфатов при взаимодействии растворимых фосфатов с солями почвенного раствора.

2. Образование слаборастворимых фосфатов с катионами кальция и алюминия ППК.

3. Поглощение фосфат ионов в результате взаимодействия с минералами- солями (гипсом, кальцитом, доломитом).

4. Связывание фосфат ионов несиликатными гидроокислами алюминия и железа.

5. Поглощение фосфат - ионов глинистыми и неглинистыми алюмо и феросиликатами.

Поглощение анионов фосфорной кислоты в почве усиливается при кислой реакции и при высоком содержании полуторных окислов. Гумусовые вещества сжигает интенсивность поглощение фосфатов вещества образования с полуторными окислами комплексных алюмо - и железогумосовых соединений.

Поглощение фосфатов почвой имеет положительное и отрицательное значение, так как приводит к накоплению фосфора в почве, но снижает степень его доступности растениям. Поэтому рекомендуется внесение в почву не порошковидных форм фосфорных удобрений, а гранулированных. Особенно необходимо этот прием на кислых почвах, богатых полуторными окислами (подзол, краснозем).

Буферность почв. С процессами ионного обмена связано такое важное свойство почв, как их буферность. Если в почвенный раствор ввести какую-либо соль (химический мелиорант, удобрение), то благодаря процессам ионного об­мена изменение концентрации почвенного раствора по вво­димым ионам не будет соответствовать введенному количе­ству вещества. Таким путем ППК выполняет важную функ­цию регулятора концентрации почвенного раствора. Спо­собность почвы противостоять изменению концентрации почвенного раствора называется буферной способностью поч­вы.

2. Топырақ суларындағы тұздардың шөгу және еру құбылымдарының ерекшеліктері.

Засоленными называются почвы, в профиле которых содержатся легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. К засоленным почвам относятся солончаки, солончаковатые, солончаковые и глубокозасоленные почвы, солонцы, солонцеватые почвы, солоди и осолоделые почвы. Они широко распространены на юго-востоке европейской части России, особенно в Среднем и Южном Поволжье, в Северо-Восточном Предкавказье, на юге Западной и Восточной Сибири, в Якутии, на юге Украины, в пределах Казахстана и Средней Азии. Образование этих почв связано с накоплением легкорастворимых солей в породах и грунтовых водах на бессточных территориях при засушливом климате, преимущественно в пустынях и полупустынях, где испаряемость превышает количество выпадающих осадков. Наибольшая концентрация солей в грунтовых водах пустынь, а наименьшая - в степях и лесостепях. Интенсивность же передвижения солей связана не только с аридными условиями, но и с фильтрационными свойствами почв и пород, с растворимостью солей. Если капиллярная кайма поднимается близко к поверхности почвы, то после испарения минерализованных вод остаются и накапливаются соли. Они накапливаются также с выходом на поверхность засоленныхпород.

Значительное количество легкорастворимых солей может образоваться при извержении вулканов.

Причиной накопления солей может быть и ветер, дующий с моря на сушу и захватывающий капельки воды с высокой концентрацией солей, то есть импульверизация. Возможен эоловый перенос солей с поверхности солончаков на незаселенные территории, а также биологический путь их накопления. Корни солянок достигают соленосных горизонтов, транспортируя соли к поверхности. После отмирания и минерализации надземных частей растений соли накапливаются в поверхностных горизонтах (иногда до 110 кг солей на 1 га за год).

Для подгорных шлейфов характерно намывное засоление поверхностными склоновыми водами, размывающими выходы соленосных пород. В поймах и дельтах рек отмечается пульсирующее засоление, то есть после весеннего паводка происходит вымывание и смывание солей, а в жаркое лето соли подтягиваются к поверхности, засоляя почвы.

В районах орошаемого земледелия значительные площади заняты вторично засоленными почвами вследствие бездренажного орошения, больших потерь на фильтрацию на полях, строительства оросительных каналов без гидроизоляции, применения для орошения минерализованной воды. Такое засоление возможно и при осушении избыточно увлажненных почв с помощью обвалования в дельтах Кубани, Днепра, Буга, Дуная, Волги и Дона, так как после прекращения затопления промывной водный режим изменяется на выпотной, что при минерализации грунтовых вод приводит к образованию засоленных почв. Вторичное засоление возможно при перегрузке пастбищ, так как при уплотнении и уничтожении травянистой растительности увеличивается физическое испарение влаги почвами.

При орошении необходимо знать критическую глубину уровня минерализованных грунтовых вод, то есть такую глубину, выше которой капиллярные соленосные растворы достигают поверхности почв, вызывая соленакопление. Для суглинистых почв в течение вегетационного периода при орошении необходимо поддерживать уровень грунтовых вод в среднем глубже 2,0...2,5 м.

Уровень критической минерализации для грунтовых вод хлоридно-сульфатного типа составляет 2...3г/л, для содовых - 0,7...1,0 г/л.

Засоленные почвы различаются по глубине залегания солевого горизонта, химизму засоления и степени засоления.

При концентрации солей в грунтовых водах выше критического уровня в гидроморфных условиях проявляется солончаковый процесс; капиллярно-восходящие воды вызывают засоление верхних горизонтов почв и гибель растений. Наиболее токсичны для растений в почвах бикарбонаты и карбонаты щелочей, затем хлориды и нитраты щелочей, наименее токсичны сульфаты. В отличие от чистых растворов солей их смеси менее токсичны. По степени вредности для большинства сельскохозяйственных растений легкорастворимые соли можно расположить по убывающему ряду:

Na 2 CО 3 -> NaHCО 3 -> NaCl-> NaNО 3 -> CaCl 2 -> Na 2 SО 4 -> MgCl 2 ->MgSО 4 .

При содовом засолении угнетение растений начинается уже при содержании гидрокарбонатного аниона в горизонте А пах 0,08 % и рН 8,7...9,0, а при 0,1...0,2 % растения погибают. При содержании в почве 0,4...0,8 % солей большинство сельскохозяйственных растений плохо развивается, если солей содержится более 1,5 %, растения не дают продукции, погибают.

Оптимальная концентрация солей в почвенных растворах для орошаемых почв составляет 3...5 г/л. При концентрации более 10...12 г/л растения испытывают сильное угнетение, а около 20...25 г/л - погибают.

3. Топырақтың су балансы

Водным режимом называется совокупность всех явлении поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы. Водный баланс представляет собой количественное выражение водного режима почв. Общий запас воды - суммарное ее количество на заданную мощность почвы, выраженное в кубических метрах на 1 га (или мм водяного столба). Полезный запас воды в почве - суммарное количество продуктивной, или доступной растениям, влаги в толще почвогрунта. Чтобы рассчитать полезный запас влаги в почве, нужно вычислить общий запас воды и запас труднодоступной влаги. Последний в почве вычисляют аналогично общему запасу, но вместо полевой влажности по тем же горизонтам берут влажность устойчивого завядания растении (ВЗ):

Разность между ОЗВ и ЗТВ дает количество полезной воды в почве:

ПЗВ = ОЗВ – ЗТВ.

Важной характеристикой водного режима почв является водный баланс, отражающий изменение запасов влаги в почвенном профиле за определенный промежуток времени на основе изучения всех видов поступления и расходования жидкой влаги для заданного слоя почвы. Водный баланс обычно составляется для декады, месяца, вегетационного периода, года. Изучение элементов водного баланса дает представление о закономерностях формирования водного режима почв. Обменные процессы в почвах, связанные с их водным режимом, протекают в едином гидрологическом поле в пределах речных бассейнов. Водосбор любого водотока или водоема - это целостно функционирующая географическая система, управляющая стоком поверхностных, внутрипочвенных и грунтовых вод, а, следовательно, водным балансом почв. Внутрипочвенное перераспределение влаги имеет большое значение в формировании водного режима почв и их лесорастительных свойств. На формах рельефа с расходящимися в плане линиями стекания внутрипочвенных вод распространены зональные почвы нормального увлажнения, в местах схождения линий стекания развиваются гидроморфные почвы с разной степенью увлажненности. По различиям в характере водообмена и его интенсивности в границах водосбора выделяются три закономерно расположенные относительно водотоков зоны водообмена: прирусловая (периодически заливаемая дождевыми водами или водами от снеготаяния), интенсивного водообмена (область максимального дренирования с оптимальными условиями для роста древостоя) и приводораздельная (часто зона близкого от земной поверхности стояния грунтовых вод) - зона слабого водообмена. В разных природных зонах на водосборах наблюдаются пространственно однотипные закономерные изменения в общем характере водного режима почв.

4. Топырақтардағы және жыныстардағы кальций, магний, калий және натрий қосылыстары, олардың мөлшері және ерекшеліктері

Химический состав почвообразующей породы отражает, в известной мере, её гранулометрический и минералогический состав. Песчаные породы, богатые кварцем, состоят преимущественно из кремнезема. Чем тяжелее гранулометрический состав породы, тем больше в ней вторичных минералов, а следовательно, меньше кремнезема, больше полутораокисей алюминия, железа. Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почвообразующих пород. На песчаных породах, богатых кварцем, почвы обогащены кремнеземом, на лессе - кальцием, на засоленных породах – солями и т. д. Итак, в почве преобладают окись кремния (SiO 2) и органогенные элементы C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg. Последние являются источником питания растений и от их содержания зависит плодородие почвы. Особую роль в питании растений играет N, P и K. Для нормального роста и развития растениям необходимы свет, тепло, вода, воздух и питательные вещества. Все эти условия жизни для растений равноценны и незаменимы. В почвах элементы питания растений находятся в составе минералов, органических и органо-минеральных соединений твердой фазы почв, в почвенных растворах (в основном в ионной форме) и в газовой фазе почв. В результате поглощения питательных элементов растения формируют корневые и надземные массы, которые используются людьми как продукты питания, корм для животных или как сырье для промышленности (клубни картофеля, зерно, лен и т. д.).В почвах содержатся практически все элементы периодической системы д. И. Менделеева, но для питания растениям наиболее необходимы 19 элементов: С, Н, О, N, Р, S, К, Са, Мg, Fе, Мn, Сu, Zn, Мо, В, С1, Nа, Si, Со. Из них 16 элементов, кроме С, Н, О, относятся к минеральным. Углерод, водород и кислород поступают в растения преимущественно в виде СО 2 , О 2 и Н 2 О. Необходимость натрия, кремния и кобальта не для всех растений установлена. Углерод, водород, кислород и азот называют органогенными элементами, так как в основном из них состоит организм растений. Углерода содержится в среднем 45 % от сухой массы тканей растений, кислорода -42, водорода - 6,5, азота - 1,5 %. Их сумма составляет 95 %. Оставшиеся 5 % приходятся на зольные элементы: Р, S, К, Са, Мg, Fе, Si, Na и др. Они называются так потому, что преобладают в золе растений. Химический состав золы является показателем валового количества усвоенных растениями из почвы зольных элементов питания. Их выражают в оксидах или в элементах по отношению к массе сухого вещества, или к массе золы в процентах.Валовой химический состав растений значительно отличается от валового состава почвы вследствие избирательности растений к поглощению отдельных элементов для формирования урожая. В растениях всегда больше азота, фосфора и калия. В естественных биоценозах питательные элементы, усвоенные растениями и другими живыми организмами, снова возвращаются в почву после их отмирания и перегнивания, поэтому, как правило, обеднения почвы питательными элементами не происходит. Устанавливается их относительное природное равновесие, характерное для разных типов почв. На пахотных же землях после уборки урожая в почву возвращается только часть поглощенных растениями минеральных элементов. Кроме азота и зольных элементов, называемых в агрономической практике макроэлементами, в составе растений присутствуют микроэлементы, содержание которых составляет приблизительно 0,001 % сухой массы тканей (В, Сu, Со, Zn, Мо и др.). Они играют очень важную роль в обмене веществ растительного организма. Валового калия (К в почвах больше, чем азота и фосфора, вместе взятых, - 1,5-2,5 % (30-50 т/га в пахотном слое), что зависит от минералогического, гранулометрического составов и содержания гумуса. Основное количество калия находится в трудно доступных для питания растения формах. Главным источником усвояемого калия служат обменно-поглощенные и водорастворимосолевые его формы. Обменный калий составляет 0,5-1,5 % валового. Растения усваивают 10-20 % калия от его обменных форм. Микроэлементы (бор, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, йод и др.) играют важную биохимическую и физиологическую роль в жизни растений, а также животных и человека. Неблагоприятным является как недостаток микроэлементов в питании, так и их избыток. В почве содержатся также токсичные для растений элементы: хлор, натрий, марганец, алюминий. Повышенное их содержание делает почву засоленной. В небольших количествах в почве представлены радиоактивные элементы, обуславливающие её природную и искусственную радиоактивность. Природная радиоактивность почвы зависит от содержания в ней урана, тория, радия и др. Искусственная радиоактивность вызвана использованием человеком атомной энергии, средств химической защиты и пр.

1. Тұзданған топырақтарды мелиорациялауда жүзеге асатын химиялық және физико-химиялық процесстер.

Химическая мелиорация – система мер химического воздействия на почву для улучшения её свойств и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. При химической мелиорации из корнеобитаемого слоя почвы удаляются вредные для сельскохозяйственных растений соли, в кислых почвах уменьшается содержание водорода и алюминия, в солонцах - натрия, присутствие которых в почвенном поглощающем комплексе ухудшает химические, физико-химические и биологические свойства почвы и снижает почвенное плодородие.

Способы химической мелиорации:

· Известкование почв (в основном в нечернозёмной зоне) – внесение известковых удобрений для замены в почвенном поглощающем комплексе ионов водорода и алюминия ионами кальция, что устраняет кислотность почвы;

· Гипсование почв (солонцов и солонцовых почв) – внесение гипса, кальций которого заменяет в почве натрий, для снижения щёлочности;

· Кислование почв (с щелочной и нейтральной реакцией) – подкисление почв, предназначенных для выращивания некоторых растений (например, чая) при внесении серы, дисульфата натрия и др.

К химической мелиорации относят также внесение органических и минеральных удобрений в больших дозах, приводящее к коренному улучшению питательного режима мелиорируемых почв, например песчаных.

К химической мелиорации приходится прибегать в тех случаях, когда необходимо быстро изменить их неблагоприятные для растений свойства, повысить плодородие. Для этого в почву вносят химические соединения, улучшающие или изменяющие ее свойства. В сельском хозяйстве наиболее часто применяют известкование кислых почв и гипсование, а иногда кислование щелочных.

Химическую мелиорацию целесообразно применять и для улучшения свойств солонцовых почв. Солонцовые почвы отличаются крайне неблагоприятными для растений свойствами, обусловленными присутствием в почвенном поглощающем комплексе (ППК) этих почв значительных количеств ионов натрия. Именно повышенное содержание в почве ионов натрия вызывает процесс осолонцевания почв, в результате чего образуются солонцы, обладающие плохими водно-физическими свойствами. Эти почвы отличаются высокой вязкостью, липкостью, сильным набуханием во влажном состоянии и способностью к уплотнению при иссушении, а также слабой физиологической доступностью влаги.

2. Магмалық жыныстар және олардың SiO 2 мөлшері бойынша жіктелуі.

В земной коре минералы группируются в естественные ассоциации - горные породы. Выделяют магматические, осадочные и метаморфические породы.

Магматические (изверженные) горные породы. Они образуются при остывании расплавленных магм, поднимающихся из глубин Земли к ее поверхности. Различают глубинные породы, если магма застыла на глубине, и излившиеся, если остывание произошло уже на поверхности. Магматические породы состоят преимущественно из силикатов и алюмосиликатов, наиболее важными компонентами которых являются кремнезем и глинозем. Дальнейшая классификация ведется, прежде всего, в зависимости от содержания в породе кремнезема - ангидрида кремниевой кислоты (табл. 2.9).

Таблица 2.9. Деление магматических пород по содержанию диоксида кремния

Породы	Содержание SiO, %	Характерные породы
			Глубинные	Излившиеся
	Ультраосновные	Менее 40	Дунит, пироксенит, перидотит	-
	Основные	40-52	Габбро	Базальт, долерит
	Средние	52-65	Диорит	Андезит
	Кислые	Более 65	Гранит, гранодиорит	Дацит, липарит
Состав, строение и условия залегания горных пород зависят от формирующих их геологических процессов, происходящих в определённой обстановке внутри земной коры или на её поверхности. В соответствии с главными геологическими процессами, приводящими к образованию горных пород, среди них различают три генетических типа: магматические, осадочные и метаморфические. Магматические породы образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

3. Коллоидтардың пептизациялану үрдісі.

Коллоиды в почве представлены минеральными, органическими и органо-минеральными соединениями. К минеральным коллоидам относят глинистые минералы, коллоидные формы кремнезема и полутораоксиды. Поверхность глинистых минералов может нести отрица­тельный заряд вследствие нарушения связей на краях крис­таллов, изоморфных замещений в сетках тетраэдров и окта­эдров. Отрицательный заряд у кристаллических глинистых минералов не зависит от рН. Коллоиды, несущие только отрицательный заряд, называют ацидоидами, а не­сущие только положительный заряд - базоидами. Органические коллоиды почвы представлены преимущест­венно веществами гумусовой и белковой природы. Кроме того, в почвах могут быть полисахариды и другие соеди­нения, находящиеся в коллоидно-дисперсном состоянии. И те и другие-амфолитоиды, однако у гумусовых ве­ществ вследствие более выраженной кислотной природы более сильно, чем у белков, проявляются свойства ацидоидов. Базоидные свойства органических коллоидов связаны с наличием в них активных аминогрупп. Для гумусовых коллоидов характерна высокая емкость катионного обме­на, достигающая 400-500 м-экв. на 100 г и более воздушно-сухого препарата.

Органические коллоиды находятся в почве преимущест­венно в осажденном состоянии вследствие связывания с поливалентными катионами (в виде гелей). Их п е п т и з а ц и я, т. е. переход в состояние коллоидного раствора (золя), происходит под влиянием щелочей за счет образо­вания гумусовых солей щелочных металлов. Органо-минеральные коллоиды представлены преиму­щественно соединениями гумусовых веществ с глинистыми минералами и осажденными формами полутораоксидов. По степени сродства к воде различают гидрофиль­ные (высокое сродство) и гидрофобные (низкое сродство) коллоиды. Гидрофобные свойства почвенным коллоидам, проявляющиеся, в частности, в пониженной смачиваемости, могут придавать органические вещества типа липидов, если они покрывают поверхность почвенных частиц. Известно, что гидрофильность почвенных коллои­дов снижается при переосушке торфяных почв. Это умень­шает их смачиваемость и ухудшает водно-физические свойства. Коагуляция и пептизация коллоидов. Коллоиды могут находиться в двух состояниях: золя (коллоидного раствора) и геля (коллоидного осадка). Коагуляцией называется процесс перехода коллоидов из состояния золя в состояние геля. Слипание коллоидов в агрегаты происходит под влиянием электролитов. Коагуляция ацидоидов вызвана катионами электролита, базоидов - анионами. Свертывание (слипание) коллоидов может происходить при взаимодействии противоположно заряженных коллоидных систем. При высушивании или замораживании почвы наблюдаются дегидратация (обезвоживание) гидрофильных коллоидов и повышение концентрации электролита почвенного раствора, что также вызывает коагуляцию коллоидов. При коагуляции коллоидов происходит склеивание элементарных почвенных частиц в комочки, в результате чего улучшаются физические свойства почвы. Коагуляцию вызывают двухвалентные катионы, особенно Са 2+ . Кальций называют «стражем почвенного плодородия», так как он способствует образованию структуры и уменьшает кислотность почв. Пептизация - это обратный процесс коагуляции, при котором коллоиды переходят из геля в золь. Пептизация происходит при воздействии растворов щелочных солей. Например, под влиянием одновалентного катиона натрия наблюдается усиленная гидратация коллоидов и переход их в состояние золя. При пептизации почвенных коллоидов разрушается ценная структура и ухудшаются свойства почвы. Так, столбчатый горизонт солонцовых почв, насыщенный гидратированными катионами натрия, вовлажном состоянии набухает, а при высыхании растрескивается на крупные отдельности. Роль коллоидов в почве исключительно велика: от содержания коллоидной фракции зависят связность, водопроницаемость, буферность и другие свойства почвы.

4. Топырақ бетінен және өсімдіктерден судың булануы.

Испарением называют переход вещества из жидкого или твердого состояния в газообразное. Испарение является одним из основных звеньев в круговороте воды на земном шаре, а также важнейшим фактором теплообмена в растительных и животных организмах.
Скорость испарения с поверхности почвы в первую очередь зависит от ее температуры, а также от влажности воздуха, скорости ветра, содержания воды в почве, ее физических свойств, состояния поверхности и наличия растительности. С увеличением влажности почвы при прочих равных условиях испарение возрастает. Темные почвы сильнее нагреваются солнцем и поэтому испаряют больше воды, чем светлые. Растительность, затеняя почву от солнечных лучей и ослабляя перемешивание воздуха, значительно уменьшает скорость испарения с поверхности почвы.

Величину скорости испарения можно вычислить по зависимости

Формула (доступно при скачивании полной версии учебника)

где К – коэффициент пропорциональности;
Es – упругость насыщения при температуре испаряющей поверхности;
е – фактическая упругость водяного пара в воздухе;
p – атмосферное давление.

Нужно различать фактическое испарение и испаряемость. Испаряемостью называют максимально возможное испарение, не ограниченное запасами влаги. Величина испаряемости характеризует, насколько погода и климат в данной местности благоприятствуют процессу испарения. Для почвы с недостаточным увлажнением величина фактического испарения меньше испаряемости, так как может просто не хватать влаги в почве, которая могла бы испаряться.
Скорость испарения воды растениями определяется в основном теми же факторами, что и скорость испарения с поверхности почвы, но благодаря своим регулирующим системам растения могут экономить воду, уменьшая транспирацию. Однако общий расход воды на транспирацию очень велик. На образование 1 кг сухого вещества растения тратят от 300 до 800 кг воды.
Сумма испарения воды с поверхности почвы и растениями называется суммарным испарением . Суммарное испарение сельскохозяйственных полей обусловлено также мощностью растительного покрова, биологическими особенностями растений, глубиной корнеобитаемого слоя, агротехническими приемами возделывания растений и т.д.