Материал: Ответы по земледелию экзамен 3 курс направление подготовки агрохимия и агропочвоведение

Рыхлосвязанная (пленочная) вода в отличие от прочно-связанной может передвигаться в жидкой форме от почвенных частиц с более толстыми водяными пленками к частицам, у которых она тоньше, т. е. передвижение этой воды возможно при наличии некоторого градиента влажности и происходит оно очень медленно, со скоростью несколько десятков сантиметров в год. Содержание пленочной воды в почве определяется теми же свойствами почв, что и содержание максимальной гигроскопической.

Свободная вода. Вода, которая содержится в почве сверх рыхлосвязанной, находится уже вне области действия сил притяжения со стороны почвенных частиц (сорбционных) и является свободной. Отличительным признаком этой категории воды является отсутствие ориентировки молекул воды около почвенных частиц. В почвах свободная вода присутствует в капиллярной и гравитационной формах.

Капиллярная вода. Она удерживается в почве в порах малого диаметра — капиллярах, под действием капиллярных или, как их еще называют, менисковых сил.

Более 10 м подъема быть не может по той причине, что этой величине соответствует атмосферное давление.

Капиллярная вода по физическому состоянию жидкая. Она высокоподвижна, способна обеспечить восполнение запасов воды в поверхностном горизонте почвы при интенсивном потреблении ее растениями или при испарении, свободно растворяет вещества и перемещает растворимые соли, коллоиды, тонкие суспензии. Все мероприятия, направленные на сохранение воды в почве или пополнение ее запасов (при орошении), связаны с созданием в почве запасов именно капиллярной воды с уменьшением ее расхода на физическое испарение.

Капиллярная вода подразделяется на несколько видов: капиллярно-подвешенную, капиллярно-подпертую, капиллярно-посаженную.

Капиллярно-подвешенная вода заполняет капиллярные поры при увлажнении почв сверху (после дождя или полива). При этом под промоченным слоем всегда имеется сухой слой, т. е. гидростатическая связь увлажненного горизонта с постоянным или временным горизонтом подпочвенных вод отсутствует. Вода, находящаяся в промоченном слое, как бы «висит», не стекая, в почвенной толще над сухим слоем. Поэтому она и получила название подвешенной.

Капиллярно-подвешенная вода может передвигаться как в нисходящем направлении, так и вверх, в направлении испаряющейся поверхности. При активном восхо­дящем движении воды в почвах близ поверхности происходит накопление веществ, содержащихся в растворенном виде в почвенном растворе. Засоление почв в поверхностных горизонтах обязано во многом данному явлению. Происходит это в том случае, если в почвах в пределах промачиваемого с поверхности слоя имеется горизонт скопления легкорастворимых солей или если полив почв осуществляется минерализованными водами.

В суглинистых почвах количество капиллярно-подвешенной воды и глубина промачивания почвы за счет этой формы воды могут достигать значительных величин. В песчаных почвах эти показатели значительно ниже.

Капиллярно-подвешенная вода в почвах сохраняется длительное время, являясь до­ступной для растений. Поэтому эта форма воды с экологической точки зрения представляет особую ценность. Скорость передвижения капиллярно-подвешенной воды к поверхности и, следовательно, скорость ее испарения, т. е. потери воды из почвы, определяются главным образом структурностью почв. В структурных почвах этот процесс идет медленнее и вода дольше сохраняется. Одной из разновидностей капиллярно-подвешенной воды, встречающейся главным образом в песчаных почвах, является вода стыковая капиллярно-подвешенная. Возникновение ее в почвах легкого механического состава обязано тому, что в этих почвах преобладают поры, размер которых превышает размер капилляров. В данном случае вода присутствует в почвах в виде разобщенных скоплений в местах соприкосновения — стыка _ твердых частиц в форме двояковогнутых линз («манжеты»), удерживаемых капиллярными силами.

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.

Капиллярно-подпертая вода встречается в почвенной-грунто­вой толще любого гранулометрического состава. Слой почвы или грунта, содержащий капиллярно-подпертую воду непосредственно над водоносным горизонтом, называют капиллярной каймой. В почвах тяжелого механического состава она обычно больше (от 2 до 6 м), чем в почвах песчаных (40—60 см).

Капиллярно-посаженная вода (подперто-подвешенная) образует слоистой в почвенно-грунтовой толще, в мелкозернистом слое при подстилании его слоем более крупнозернистым, над границей смены этих слоев. В слоистой толще из-за изменения размеров капилляров на поверхности раздела тонко- и грубодисперсных горизонтов возникают дополнительные нижние мениски, что способствует удержанию некоторого количества капиллярной воды, которая как бы «посажена» на эти мениски.

Поэтому в слоистой толще распределение капиллярной воды имеет свои особенности. Так, на контакте слоев различного гранулометрического состава наблюдается повышение влажности, в то время как в однородных почвогрунтах влажность равномерно убывает либо вниз по профилю (при капиллярно-подвешенной воде), либо вверх по профилю (при капиллярно-подпертой воде). Влажность слоистой почвенно-грунтовой толщи при прочих равных условиях всегда выше влажности толщи однородной.

Гравитационная вода. Основным признаком свободной грави­тационной воды является передвижение ее под действием силы тяжести, т. е. она находится вне влияния сорбционных и капил­лярных сил почвы. Для нее характерны жидкое состояние, высокая растворяющая способность и возможность переносить в растворенном состоянии соли, коллоидные растворы, тонкие суспензии. Гравитационную воду делят на просачивающуюся гравитационную и воду водоносных горизонтов (подпертая гра­витационная вода).

Просачивающаяся гравитационная вода передвигается по порам и трещинам почвы -сверху вниз. Появление ее связано с накоплением в почве воды, превышающей удерживающую силу менисков в капиллярах.

Вода водоносных горизонтов — это грунтовые, почвенно-грунтовые и почвенные воды (почвенная верховодка), насыщающие почвенно-грунтовую толщу до состояния, когда все поры и промежутки в почве заполнены водой (за исключением пор с защемленным воздухом). Эти воды могут быть либо застойными, либо, при наличии разности гидравлических напоров, стекающими в направлении уклона водоупорного горизонта. Удерживаются они вследствие малой водопроницаемости подстилающих грунтов. Присутствие значительных количеств свободной гравитационной воды в почве — явление неблагоприятное, свидетельствующее о временном или постоянном избыточном увлажнении, что способствует созданию в почвах анаэробной обстановки и развитию глеевого процесса. Осушительные мелиорации направлены, как правило, на уменьшение запасов свободной гравитационной воды в почвах.

Разграничивая содержащуюся в почве воду на отдельные категории, следует иметь в виду, что любое разделение является условным, так как вода в почве практически всегда находится одновременно под действием нескольких сил с преобладающим влиянием силы какого-либо одного вида.

15.Приемы регулирования водного режима почвы и рационального расходованию влаги.

Задача регулирования водного режима состоит в том, чтобы накопить и сохранить влагу в почве на этот период. Первый способ радикального регулирования водного режима в засушливых районах – искуственное орошение. При этом урожай зерновых культур возрастает в 2-3 раза и более, кормовых – в 4-6 раз.

Второй способ – создание полезащитных, водоохранных и других лесных насаждений, искуственных водоёмов, лиманов.

Третий способ – применение агротехнических приёмов, способствующих накоплению, сохранению и рациональному расходованию влаги. К ним относится: обработка почвы, обеспечивающая улучшение её водно-физических свойств; приёмы мульчирования, снегозадержания всеми средствами; приёмы регулирования стока (агротехнические, мелиоративные); уничтожение сорняеов; подбор культур, сортов сроков и способов сева; сочетание культур в севообороте; внесение уудобрений и обеспечение растений другими условиями жизни.

16. Методика расчетов запасов продуктивной влаги в почве.

От полной влагоёмкости отнимаем максимально гигрофическую.

17. Влагоемкость почвы, ее виды и значение в земледелии.

Влагоемкость   – способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды. В зависимости от сил, удерживающих воду, влагоемкость дифференцируют на полную влагоёмкость, максимальную адсорбционную, максимальную молекулярную, капиллярную, наименьшую (или полевую).

Полная влагоёмкость соответствует состоянию полной насыщенности почвы водой, когда ею заполнены все поры. Её величина зависит от пористости почвы и рассчитывается по формуле:

W = P/d,

где W – полная влагоемкость (в % от сухой почвы); Р – пористость (в % от объема почвы); d – плотность почвы (г/см³).

Максимальная адсорбционная влагоемкость – наибольшее количество прочносвязанной (адсорбированной) воды, содержащейся в почве.

Максимальная молекулярная влагоемкость – это верхний предел содержания рыхлосвязанной (пленочной) воды, которая удерживается силами молекулярного притяжения на поверхности почвы.

Капиллярная влагоёмкость – наибольшее количество капиллярно-подпертой воды, которое может удерживаться в слое почвы, находящемся в пределах капиллярной каймы.

Наименьшая влагоёмкость (или полевая) – это наибольшее количество капиллярно-подвешенной влаги, которое может удержать почва после стекания избыточной влаги при глубоком залегании грунтовых вод. С этой влагоёмкостью связано представление о дефиците влаги в почве, и по величине наименьшей влагоёмкости рассчитывают поливные нормы.

Величина всех видов влагоемкости зависит от механического состава, структуры почвы, ее гумифицированности, и возрастает с переходом от легких почв к тяжелым, от бесструктурных к структурным, от почв с низким содержанием гумуса к почвам хорошо гумусированным.

18. Водный баланс и типы водного режима.

Водный режим почвы и водный баланс — совокупность всех процессов поступления воды в почву, ее состояние в почве и расходование из почвы называется водным режимом. Количественное выражение всех видов поступления влаги в почву и расхода ее за определенный промежуток времени называется водным балансом.

Водный режим почв – это совокупность всех явлений поступления влаги в почву, её передвижения, изменений физического состояния и расхода из почвы.

К числу элементов водного режима относятся впитывание, фильтрация, капиллярный подъём, сток поверхностный, нисходящий и боковой, физическое испарение, замерзание, размерзание, конденсация воды.

В зависимости от количественных соотношений этих явлений определяют типы водных режимов (по Роде):

1. Мерзлотный – характерен для районов вечной мерзлоты. Всегда есть водоупор. В тёплое время года почва насыщена влагой за счёт образования верховодки. КУ > 1. Характерен для арктических и тундровых почв.

2. Промывной – характерен для районов с КУ > 1, т.е. сумма осадков больше испаряемости. Атмосферная влага пронизывает всю толщу почвы и проникает до грунтовых вод. Идёт вымывание щелочных и щелочноземельных элементов (подзолистые, бурые лесные, краснозёмы, желтозёмы). Подтип болотных почв развивается при КУ > 1, близком залегании грунтовых вод и наличии водоупора (подзолистые болотные и болотные почвы)

3. Периодически промывной – КУ = 1. Характерно чередование непромывного и промывного водных режимов в сухие и влажные годы (серые лесные, оподзоленные и выщелоченные чернозёмы)

4. Непромывной тип – КУ < 1. Атмосферная влага распределяется в верхних горизонтах почв и никогда не достигает грунтовых вод. В степных почвах влага проникает вглубь до 3-4 м, в пустынных (бурые полупуст, серо-бурые пустынные) – до 1 метра.

5. Выпотной – КУ < 1. Характерен для степных, полупустынных и пустынных районов при близком залегании грунтовых вод. Преобладают вертикальные потоки. При высокой минерализации грунтовых вод почвы засоляются, образуются солончаки. Подтип десуктивно-выпотной – растения перехватывают воду и влага испаряется через транспирацию, соли отлагаются в толще, а не на поверхности.

6. Ирригационный – создаётся при орошении. Характерно чередование промывного и непромывного или даже выпотного водного режимов.