Поиск

Аэрация почвы
27.06.2015

Максимальное количество воды, которое может содержаться в почве, равняется, как известно, ее порозности (А). Тогда следовательно максимальное количество доступной растению воды определится выражение:

P max = A - у.

Однако это максимальное количество воды в почве не является оптимальным для развития растения, так как в минимуме тогда оказывается воздух, столь же необходимый для успешного роста растений, как и вода.
Опыты показывают, что оптимальные условия для развития растения (также для микробиологических и других процессов почвы) достигаются при влажности почвы, лежащей в пределах 40—80% (в среднем 60%) ее полной влагоемкости или порозности. Следовательно определяемая нами в поле величина общей влажности почвы должна быть оценена и с этой точки зрения отсутствия избытка, увлажнения. Тогда не только доступная, ко и полезная (оптимальная) для растения вода определится выражением:
Popt = 600/100 A - y.

В ирригационной практике, при обычных способах поверхностного орошения, поверхностный слой почвы почти всегда проходит в момент полива через стадию избыточного полного увлажнения. Однако в обычных суглинистых почвах эта стадия кратковременна: вода быстро просачивается вниз, и в почве остается влажность, отвечающая предельной ее влагоемкости. Для этого рода почв последняя не превышает 80% порозности для самого поверхностного горизонта, а так как кроме того она здесь с поверхности быстро испаряется, то это временно-избыточное увлажнение, по-видимому, не оказывает вредного влияния на культуру. Наоборот, когда мы имеем дело с почвой тяжелой, глинистой и слабоводопроницаемой, тогда это избыточное увлажнение может держаться уже длительные периоды времени (ряд дней), что неизбежно скажется вредно на растении. В атом случае придется подыскать, такой метод полива, который не нес бы с собой этих вредных последствий. Как на пример решения, по-видимому, именно этой задачи можно указать на применяющийся в некоторых местах Ферганы способ полива по бороздам инфильтрацией очень малой струей воды. Полив занимает при этих условиях очень много времени (7—10 дней), но увлажнение межбороздной грядки осуществляется только капиллярными токами и не создает избыточной влажности. Струя в борозды пускается отрегулированная, и потому полив не требует постоянного надзора.
Наиболее широко избыточное увлажнение представлено при осушительных мелиорациях и потому здесь всегда приходится контролировать влажность почвы прежде всего именно с этой стороны ее максимума.
Мы рассмотрели, каким образом нужно оценивать каждое единичное определение влажности почвы. Теперь рассмотрим основные методические правила для выборки проб для определения влажности в поле.
Глубина выборки проб. Состояние влажности почвы должно быть зарегистрировано во всей корнеобитаемой зоне, поэтому образцы почвы для определения влажности и должны браться отдельными слоями (толщиной 5—7 см каждый), начиная с поверхности и не менее глубины распространения корней.
Расположение этих образцов по вертикальному профилю почвы может быть трояким:
а) Образцы берутся один за другим без всяких перерывов. При этом однако нельзя допускать, чтобы в одну пробу попадали различные соседние горизонты почвы. Этот способ вообще хороший, но громоздкий в силу большого числа проб.
б) Образцы берутся строго по генетическим горизонтам почвы. Этот прием безусловно обязателен для почв, в которых дифференциация на горизонты ясно выражена. Диктуется эта обязательность тем, что при оценке влажности мы оперируем не с суммарной величиной ее, а вносим поправки на гигроскопичность и порозность. Обе же последние величины для каждого горизонта имеют свое, индивидуальное выражение. He учтя этого обстоятельства при оценке влажности всего профиля почвы, можно впасть в грубую ошибку. Для примера рассмотрим следующую схему (черт. 60).
Аэрация почвы

Допустим, что влажность профиля из трех горизонтов представлена величинами, показанными на схеме сплошной линией. Горизонт В имеет в этом случае минимальную влажность. Двойная максимальная гигроскопическая влажность пусть будет выражена пунктирной линией. Тогда доступная для растений вода выразится заштрихованной частью графика. Мы видим тогда, что запас доступной воды в горизонте В максимальный, а минимум приходится на горизонт А.
Такие случаи соотношений имеют нередко место в природе и без достаточного анализа могут дать повод к ложным заключениям.
Когда мощность отдельных почвенных горизонтов незначительна (7—10 см), тогда из каждого из них можно брать один образец; когда же она значительна, то нужно помнить общую закономерность распределения воды в слоистых грунтах, заключающуюся в том, что у пограничных плоскостей влажность изменяется. Соответственно этому из горизонтов большой мощности рекомендуется брать как минимум три образца, расположенных у верхней и нижней границ его и посредине.
в) Третий способ выборки образцов, часто применяющийся в практике, заключается в том, что они берутся через механически установленные интервалы расстояний в 20, 30 или другое число сантиметров. Вообще этот прием должен быть признан, по вышеизложенным соображениям, неудовлетворительным и может допускаться только в почвогрунтах, очень слабо дифференцированных на горизонты и слои. Это имеет иногда место в ирригационных районах.
Расположение проб во времени. Иногда моменты выборки проб на влажность в течение вегетационного периода назначают механически в определенные календарные сроки, например через каждые 10, 15 дней и т. д. Такая организация дела неправильна, так как она не может дать истинной кривой состояния влажности поля.
Выборку проб необходимо ориентировать по тем операциям на поле, которые оказывают влияние на влажность, и согласовать их с ходом потребления воды растением, т. е. с фазами его вегетативного развития. Операции, которые определяют собой ход влажности орошаемого поля, состоят в поливах и обработках поверхности поля. В условиях осушения это будут естественные осадки и обработки.
Аэрация почвы

На орошаемом поле каждый полив создает в течение короткого периода времени большую амплитуду колебаний влажности, и потому она в первую очередь и должна быть установлена. Общая схема хода влажности орошаемого поля в связи с поливами и осадками представлена на чертеже 61 (Костяков), а реально наблюденные кривые поливов — на чертеже 69. Мы видим, что каждый полив создает а первый момент резкий скачок повышения влажности, после которого кривая идет на понижение. Задачей исследования в первую очередь и является получение конкретных величин этого скачка и затем характеристики темпов усыхания почвы. На кривой мы видим, что это усыхание идет наиболее энергично в первые моменты после полива, а затем более плавно. Для иллюстрации этого можно привести такие цифры суточных потерь воды почвой после полива, полученные и Голодной степи (Костяков):
Аэрация почвы

Соответственно этому сроки выборки проб должны быть наиболее густо сосредоточены непосредственно до и после полива (через 1—2 дня), а далее могут быть более редкими (5—10 дней).
Размеры потерь воды почвой на испарение зависят от состояния поверхности поля. He разрыхленная поверхность почвы, капиллярные ходы которой не нарушены, теряет на испарение значительно больше, чем когда верхний слой разрыхлен, капилляры прерваны и поверхностные сухие комочки защищают нижние слои почвы от испарения. Наблюдающиеся здесь различия показаны на чертеже 62 (Костяков). Влажная почва теряет на испарение примерно столько же, как и открытая водная поверхность, поэтому влияние рыхления не сказывается заметно в первые 1—2 дня после полива, но затем экономия получается весьма значительной.
Соответственно этому при изучении режима влажности конкретное значение рыхлений в данной обстановке должно быть выяснено, и сроки выборки проб для определения влажности должны сгущаться около момента обработки.
На чертеже 61 схематической кривой А показан ход кривой потребления воды растением. Из нее видно, что каждая фаза развития растения потребляет воду с различной энергией, поэтому пробы на влажность почвы должны быть расположены так, чтобы на каждую фазу развития приходилось по нескольку (не менее трех) точек наблюдений.
Полученные таким образом конкретные для данных условий кривые влажности каждого полива и в каждую фазу вегетации дают данные для установления норм полива и межполивных периодов.
Аэрация почвы

Повторность. Почвенный покров поля никогда не является совершенно однородным и распределение влажности в его толще — совершенно равномерным. Поэтому всякая единичная точка наблюдений всегда является в известной мере "случайной" и следовательно не может достаточно надежно характеризовать состояние влажности поля в целом. Для достижения последней цели необходима выборка повторных проб в каждый момент наблюдений, которые, с одной стороны, будут характеризовать амплитуду индивидуальных колебаний влажности (пестроту поля), а с другой — дадут возможность вывода средних величин, более близко отвечающих действительному состоянию поля в целом, чем единичные пробы. Число требующихся повторностей невозможно установить заранее для всех случаев: оно определяется характером почвенного покрова, состоянием поверхности поля и размером его площади. В условиях опытных делянок площадью около 400 м2, при однородной почве, удовлетворительные результаты дают 2—3 повторности. При пестром почвенном покрове повторность должна быть большей. Характеризовать значительную площадь, например поливную карту в 10—20 га, двумя-тремя точками практически нельзя. В этом случае необходимо заложить на ней несколько учетных делянок площадью 1 000—2 000 м2 таким образом, чтобы каждая из них представляла собой какую-либо существенную, характерную черту поля, и тогда на этих учетных делянках вести наблюдения с двойной или тройной повторностью.
В специальных случаях, когда нужно например выяснить общую пестроту увлажнения поля после полива, повторность в каждый срок наблюдений будет очевидно значительно большей и ориентироваться она будет уже по другим признакам, именно по микрорельефу, по длине поливной борозды и т. д.