Лекция 3 Почвенная влага

1. Лекция 3. Почвенная влага

1. Понятие о почвенной влаге, категории почвенной влаги.
2. Почвенно-гидрологические константы
3. Типы водных режимов
4. Способы регулирования содержания влаги в почве.

2. Почвенная влага - это вода различных категорий которая содержится в почве.

• Абсолютная влажность (весовая) – количество воды, приходящееся на
единицу массы абсолютно-сухой почвы. Выражают в %, метод
определения термостатно-весовой
• Относительная влажность почвы количество воды в почве ( % или
долях) относительно НВ (наименьшая влагоемкость) или ПВ ( полная
влагоемкость)
• Выражается в % от НВ или ПВ
• Влагоемкость -максимальное количество воды, удерживаемое в
почве силами определенной природы.
• %
• мм водного столба
• м3/га , т/га

3. Значение почвенной влаги

• Потребность семян для набухания и перевода запаса
питательных веществ в усвояемую форму составляет для
разных растений
(в % от массы семян):
ячмень, пшеница — 50,
овес, рожь — 55-65,
кукуруза — около 40,
лен, горох — 100,
клевер, сахарная свекла — 120-150.
Как правило, этот показатель для большинства растений
составляет от 40 до 100% от массы семян.

4. Транспирационный коэффициент — количество воды (в граммах), расходуемое на образование 1 г сухого вещества растения. 

Вода составляет значительную часть массы растений:
• в семенах ее количество составляет 7-15%, в стеблях до 50,
• в корнеплодах, клубнях и листьях — до 75-93%.
Транспирационный коэффициент — количество воды (в
граммах), расходуемое на образование 1 г сухого вещества
растения.
•клевер 500-600;
•люцерна 700-800;
•кукуруза 230-300;
•просо 200;
•озимая пшеница 400-500;
•сахарная свекла 240-500.

5. Категории почвенной влаги

• Твердая вода — вода в форме льда. Образуется
при промерзании почвы в осенне-зимний период
(сезонное промерзание) или находится постоянно
на определенной глубине, не оттаивая в летний
период, в промерзшей толще почвогрунта (вечная,
многолетняя мерзлота)

6.

• Химически связанная вода включена в
состав твердой фазы почвы
Состоит из конституционной и кристаллизационной воды.
1) гидроксильной группой ОН химических соединений (гидроксиды железа,
алюминия, марганца; органические и органоминеральные соединения; глинистые
минералы);
2)— целыми водными молекулами кристаллогидратов, преимущественно солей
(полугидрат - CaS04*½Н2O, гипс - CaS04*2H20, мирабилит — Na2S04*10H20).
• Недоступна !!! растениям, неподвижна в
почве, не растворяет минеральные вещества.

7.

• Парообразная вода — пары воды,
находящиеся в почвенном воздухе и
достигающая иногда 100%.
• Подвижна, перемещается из мест с большим
давлением водяного пара в места с
пониженным давлением и с потоками
воздуха.
• Недоступна!!!

8.

• Гигроскопическая (прочносвязанная) вода — одна из форм
физически связанной, или сорбированной воды.
Удерживается твердой фазой почвы, преимущественно
коллоидными частицами за счет сорбционных сил.
• Рыхлосвязанная вода — вторая форма физически
связанной (сорбционной) воды, также называемая
пленочной. Образуется благодаря дополнительной сорбции
молекул воды к коллоидным частицам почвы.
• В отличии от гигроскопической (прочносвязанной) воды,
образующейся в атмосфере насыщенных водяных паров,
рыхлосвязанная вода сорбируется коллоидными частицами
из жидкой фазы, за счет сорбционных сил, достаточных для
её удержания

9. Свободная вода:

• Капиллярная вода — вода, находящаяся в капельно-жидком
состоянии в капиллярах почвы и удерживаемая
капиллярными силами. Сильно подвижна и доступна!!!
• Капиллярно-подвешенная вода заполняет капиллярные поры при
увлажнении почв сверху (после дождя или полива).
• Капиллярно-подпертая вода образуется в почвах при подъеме воды
снизу от горизонта грунтовых вод по капиллярам на некоторую высоту, т.
е. это вода, которая содержится в слое почвы непосредственно над
водоносным горизонтом и гидравлически с ним связана, подпираемая
водами этого горизонта.

10.

• Гравитационная вода — несвязанная с почвой жидкая фаза
воды, занимающая крупные некапиллярные пустоты между
агрегатами почвы. Свободно передвигается за счет силы
тяжести (гравитации). Доступна и подвижна !!!

11. Граничные значения влажности, при которых количественные изменения в подвижности воды переходят в качественные отличия,

называют почвенно-гидрологическими
константами.
Основными почвенно-гидрологическими константами
являются:
максимальная гигроскопичность,
влажность завядания,
влажность разрыва капилляров,
наименьшая влагоемкость,
полная влагоемкость.

12.

• Предельное количество воды, которое может быть
поглощено почвой из парообразного состояния при
относительной влажности воздуха, близкой к 100%
(94-98%), называют максимальной
гигроскопической водой (МГ).
• Вода, находящаяся в почве в состоянии МГ, не доступна
растениям. Это «мертвый запас влаги». По МГ приближенно
рассчитывают коэффициент завядания растений - нижнюю
границу физиологически доступной для растений воды.

13.

Влажность устойчивого завядания, или влажность завядания (ВЗ) - влажность,
при которой растения проявляют признаки устойчивого завядания, т. е. такого
завядания, когда его признаки не исчезают даже после помещения растения в
благоприятные условия.
Численно ВЗ равна примерно 1,5 МГ. Эту величину называют также
коэффициентом завядания.
Величина влажности устойчивого увядания зависит от содержания органического
вещества и гранулометрического состава почвы и сильно варьирует по типам
почв:
в супесчаных почвах он составляет 2-3%,
в суглинистых — 5-6,
в глинистых — 8-10,
в перегнойно-песчаных и черноземных — 14-16,
в торфянистых — до 40-50% массы абсолютной сухой почвы

14.

• Влажность разрыва капилляров — это влажность,
при которой подвижность капиллярной воды в
процессе снижения влажности резко уменьшается.
• Эта влага неподвижна, но физиологически
доступна корешкам растений.
• ВРК называют также критической влажностью, так
как при влажности ниже ВРК рост растений
замедляется и их продуктивность снижается.
• В почвах и грунтах эта величина варьирует довольно
сильно, составляя около 50—60% от наименьшей
влагоемкости почв.

15.

• Наименьшая влагоемкость (НВ) — наибольшее
количество капиллярно-подвешенной влаги, которое может
удержать почва после стекания избытка влаги при глубоком
залегании грунтовых вод.
• Термину наименьшая влагоемкость соответствуют термины
полевая влагоемкость (ПВ), общая влагоемкость (ОВ) и
предельная полевая влагоемкость (ППВ).
• Наименьшая влагоемкость зависит главным образом от
гранулометрического состава почв, от их оструктуренности
и плотности (сложения).
• В почвах тяжелых по гранулометрическому составу, хорошо
оструктуренных НВ почвы составляет 30—35 %, в почвах
песчаных она не превышает 10—15%.

16.

• Полная влагоемкость (ПВ) - наибольшее количество
влаги, которое может содержаться в почве при условии
заполнения ею всех пор, за исключением пор с
защемленным воздухом, которые составляют, как правило,
не более 5—8% от общей порозности. Следовательно, ПВ
почвы численно соответствует порозности почвы.
• При влажности, равной ПВ, в почве содержатся
максимально возможные количества всех видов воды:
связанной (прочно и рыхло) и свободной (капиллярной и
гравитационной). Можно сказать, что ПВ характеризует
водовместимость почв.
Полная влагоемкость колеблется в пределах 40-50%, в
отдельных случаях она может возрасти до 80 или опуститься
до 30%. Состояние полного насыщения водой характерно
для горизонтов грунтовых вод.

17.

18.

19. Типы водных режимов

• Водный режим почвы — совокупность процессов
поступления, перемещения, сохранения и
расходования воды в почвенном профиле.
• Водный режим различных типов почв определяется
прежде всего количеством атмосферных осадков и
температурными режимами.
• По Костромской области кол-во осадков 600-630 мм в год, средняя
температура 3-3,5 Со, испаряемость с поверхности почвы 520-530 мм
Источниками поступления воды в почву являются осадки,
грунтовые воды, поднимающиеся за счет капиллярных сил,
конденсация водяных паров от суточных колебаний
температуры, оросительные воды.

20.

• 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.

21.

• Промывной тип. 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.
• Такой интенсивный ток воды приводит к
выносу продуктов почвообразования вглубь
за пределы профиля почвы и образование
почв подзолистого типа почвообразования.

22.

• Периодически промывной тип
характерен для районов с примерно
равными количествами воды,
выпадающей в виде осадков и
испаряющейся в течение года.
• Чередование сухих и влажных лет
обуславливает чередование
непромывного и промывного типов
водного режима.
• Причем последний может
происходить один раз в 10 и более
лет.
• Такой тип водного режима
способствует формированию серых
лесных почв, выщелоченных и
оподзоленных черноземов
лесостепной зоны.

23.

• Непромывной тип характерен
для районов, где годовая
сумма осадков меньше, чем
испарения, при этом вода не
достигают грунтовых вод.
• Промачивание толщи
почвогрунта в черноземной
степи достигает 4 м, в бурых и
серо-бурых почвах
полупустынь и пустынь — 1 м.
• Между грунтовыми водами и
верхним увлажненным слоем
расположен слой с
влажностью, примерно равный
величине влажности
завядания.

24.

• Выпотной тип водного
режима характерен
местности с непромывным
типом и близким залеганием
грунтовых вод.
• При этом происходит
интенсивный подъем влаги
по капиллярам от грунтовых
к поверхности и её
испарение, особенно в зоне
полупустынь и пустынь.
• При большом содержание в
грунтовых водах
минеральных веществ,
формируются засоленные,
прежде всего солончаковые
и солонцеватые почвы.

25.

• Ирригационный тип характерен для территорий с
искусственным орошением земель. В течение года водный
режим может меняться от промывного до непромывного, и
даже выпотного в зависимости от интенсивности, сроков и
видов орошения.

26. Способы регулирования содержания влаги в почве.

• Оптимальная влажность в корнеобитаемом слое на разных
этапах развития большинства составляет 60—80% НВ, в
период развития ассимиляционного аппарата и
интенсивного роста — 70—80% НВ.
Агротехнические приемы:
• Ирригация (орошение)
• Осушение — прием, направленный на уменьшение избыточного
увлажнения почвы.
• Зяблевая вспашка
• Ранневесеннее боронование
• Мульчирование
• Кулисы
• Снегозадержание

27. Ирригация (барабанные дождевательные машины)

28.

29. Ирригация (широкозахватные дождевальные машины)

30. Ирригация (сплинклеры)