ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ , совокупность явлений и процессов, определяющих передвижение, расход и использование р-ниями почвенной влаги; один из факторов плодородия почвы. Зависит от состава и свойств самой почвы (гигроскопичности, водопроницаемости, влагоёмкости [влагоемкости] и др.), климатич. и погодных условий, рельефа, приёмов [приемов] обработки почвы, особенностей возделываемых с.-х. культур. Водный баланс почвы складывается из поступления в неё [нее] влаги (атм. осадки, конденсированная атм. влага, поверхностный и грунтовый сток с соседних участков, поливная вода) и расхода (поверхностный и грунтовый сток, испарение р-ниями и с поверхности почвы) за определ. период.

Постоянная забота о накоплении, сохранении и наиболее полном использовании влаги - центральная задача земледелия засушливых районов. Насколько велики возможности улучшить влагообеспеченность растений, показывают простые расчеты. Даже в самых засушливых районах сухой степи, на границе с полупустыней выпадает в течение года 250 мм осадков, или более 2500 т. воды на каждый гектар. Опытные данные научных учреждений Поволжья показывают, что в полевых условиях тонна воды даёт возможность получить в среднем один килограмм зерна. Управление водным режимом растений в полевых условиях было постоянной целью многочисленных исследователей - агрономов, физиологов, почвоведов. Важнейшим условием улучшения водного режима южных чернозёмов является накопление влаги всеми доступными способами, введение правильных и рациональных севооборотов с научно обоснованным чередованием культур, применение удобрений, совершенствование способов обработки почв и др. Водный режим почвы под культурами севооборота складывается в зависимости от условий влагообеспеченности года и предшественников (Л. Хохлов, 1986; Е.Г. Чагина и др., 1988). В сухостепной зоне наиболее благоприятными для возделывания сельскохозяйственных культур бывают годы, когда осадков выпадает значительно больше, чем среднемноголетняя норма. в среднем за благоприятные годы, выпало всего 366,9 мм осадков, из них за вегетационный период - 115,9 мм и за осенне-зимний - 251 мм, при среднемноголетних нормах соответственно 307,0; 95,7 и 211,3 мм. А в засушливые годы среднее количество осадков снижалось до 250 мм, за вегетационный период их выпадало почти вдвое меньше, то есть для оптимального водного режима под сельскохозяйственными культурами имеет значение не только общее количество осадков, но и сроки их выпадения.

Оптимизация водно-воздушного режима почвы способствует появлению дружных всходов, лучшему росту и развитию культур, повышается их конкурентоспособность по отношению к сорнякам.

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)

5. Методические указания по определению экономической эффективности удобрений и других средств химизации, применяемых в сельском хозяйстве. М. : Колос, 1979. 30 с.

6. Нормативы для определения потребности сельского хозяйства в минеральных удобрениях. М. : ЦИНАО, 1985. 338 с.

7. Составление проекта на применение удобрений: рекомендации / МСХ РФ. М. : ФГНУ «Росинфор-магротех», 2000. 154 с.

Лукин Андрей Сергеевич, кандидат экон. наук, доцент кафедры менеджмента, Вятский социально-экономический институт, [email protected]; Папы-рин Владимир Борисович, кандидат экон. наук, доцент кафедры менеджмента, Вятский социально-экономический институт.

5. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu ehko-nomicheskoj ehffektivnosti udobrenij i drugih sredstv himizacii, primenyaemyh v sel"skom hozyajstve. M. : Ko-los, 1979. 30 s.

6. Normativy dlya opredeleniya potrebnosti sel"s-kogo hozyajstva v mineral"nyh udobreniyah. M. : CINAO, 1985. 338 s.

7. Sostavlenie proekta na primenenie udobrenij: Rekomendacii / MSKH RF. M. : FGNU "Rosinforma-grotekh", 2000. 154 s.

Lukin Andrey Sergeevich, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor, Vyatka social and economic institute, [email protected]; Papyrin Vladimir Borisovich, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor,Vyatka social and economic institute.

УДК 631.432:631.433:631.445.4(571.1) ГРНТИ 68.05.41 Л.В. Юшкевич, А.Г. Щитов, В.Л. Ершов

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНО-ВОЗДУШНОГО РЕЖИМА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Представлены результаты наблюдений за агрофизическим состоянием черноземной почвы в длительном стационарном опыте в лесостепи Западной Сибири. Сравнивались системы обработки почвы в севообороте при выращивании яровых зерновых культур. Оптимальное (0,7-0,8) соотношение между воздухом и влагой в верхнем слое черноземных почв к посеву зерновых при сложившейся плотности (1,04-1,08 г/см3) может быть достигнуто при увлажнении почвы до 36-40 %, что наблюдается после снеготаяния. Более целесообразно доведение плотности верхнего слоя к посеву до оптимальных параметров -1,10-1,15 г/см3. В этом случае увлажнение почвы до 30-32 % за счет проведения влагонакопительных агроприемов при минимизации обработки черноземных почв оптимизирует соотношение между воздухом и влагой к посеву зерновых культур.

Ключевые слова: система обработки почвы, предшественник, плотность почвы, пористость, урожайность.

L.V. Yushkevich, A.G. Shchitov, V.L. Ershov

OPTIMIZATION OF WATER-AIR REGIME CHERNOZEM SOILS OF FOREST-STEPPE OF WESTERN SIBERIA

Presents results of observations of the state of agrophysical chernozem soil in long-term stationary experiment in forest-steppe of Western Siberia. We compared tillage systems in rotation with the cultivation of spring crops. The optimum (0.7-0.8), the ratio between the air and the moisture in the upper layer of chernozem soil for sowing of grain at the current density (1.04-1.08 g/cm3) can be achieved when the soil moisture up to 36-40 % that observed after snowmelt. Furthermore it is advisable to bring the top layer density for seeding to the optimal parameters of 1.10-1.15 g/cm3. In this case, soil moisture up to 30-32 % at the expense of the moisture-accumulating processing while minimizing the processing chernozem soils optimizes the ratio between air and moisture for sowing crops.

Keywords: system of processing of the soil, predecessor, soil density, porosity, productivity.

© Юшкевич Л.В., Щитов А.Г., Ершов В.Л., 2016

Введение

Освоение на черноземных почвах лесостепи Западной Сибири ресурсосберегающих почвозащитных систем обработки почвы требует обоснования и комплексной оценки оптимальных параметров агрофизических свойств в условиях химизации земледелия. С изменением механической нагрузки на верхний слой черноземных почв, от применения удобрений и пестицидов нарастает масса растительных остатков на поверхности поля, что со временем влияет на элементы почвенного плодородия, снижает эродируемость, повышает содержание водопрочных агрегатов, оптимизирует плотность, водный режим и водопотребление на единицу продукции.

Агрофизическое состояние верхнего слоя черноземных почв непосредственно влияет на жизнедеятельность растений. Первичным и определяющим фактором всей физики почвы является ее плотность. С ней непосредственно связаны водный, тепловой и воздушный режимы почвы, она является значительным фактором плодородия. Для урожая вредна как рыхлая, так и переуплотненная почва, а ее оптимальное сложение создает наилучшие условия для жизни растений .

Установлено, что для жизнеобеспечения большинства зерновых культур важны не столько параметры сложения верхнего слоя, сколько оптимальное соотношение в нем фаз почвы, особенно при засушливости климата и дефиците водных ресурсов. Исследования агрофизических параметров показывают, что наиболее оптимальные для жизнедеятельности растений почвенные условия создаются при следующем соотношении фаз почвы: твердой - 43-44 %, жидкой - 34-35 % и газообразной - 21-23 % от объема почвы . Данные исследования на черноземных почвах Западной Сибири крайне ограничены.

Цель исследований - установить влияние систем обработки на оптимизацию водно-воздушного режима в верхнем слое черноземных почв лесостепи Западной Сибири.

Объекты и методы

Исследования проведены в лесостепной почвенно-климатической зоне Омской области в длительном (с 1973 г.) стационарном зернопаровом севообороте отдела земледелия ФГБНУ СибНИИСХ в 2001-2010 гг.

Почва опытного участка лугово-черноземная среднемощная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса до 7-8 %. Плотность верхнего слоя составляет, в зависимости от варианта обработки почвы, - 0,90-1,15 г/см3, увеличиваясь вниз по профилю до 1,40-1,60 г/см3, а плотность твердой фазы соответственно - 2,50-2,59 и 2,60-2,70 г/см3. Общая пористость гумусового горизонта - 55-63 %, ниже она уменьшается до 40-50 %. В составе общей пористости преобладают микропоры менее 3 мк и активные капиллярные поры (60-3 мк). Емкость поглощенных оснований составляет 29,5-36,0 мг экв./100 г почвы, из них 80-90 % приходится на катион Са++. Засоление отсутствует (Рн водное 6,7-6,8).

Вегетационный период агроландшафта составляет 162-165 сут, сумма активных температур выше 10 °С - 1800-2000 °С. Среднегодовое количество осадков 350-400 мм, в том числе за вегетационный период 190-220 мм. Суховеи наблюдаются обычно в мае и в первой половине лета.

Агрофизические параметры верхнего слоя лугово-черноземной почвы на различных вариантах обработки почвы изучали по общепринятым методикам .

Результаты исследований

Установлено, что для местных черноземов оптимальные границы плотности почвы приближены к интервалу 1,0-1,2 г/см3. В.Н. Слесаревым (1984) данные параметры были уточнены, и оптимальная плотность для зерновых культур (пшеница, ячмень) составила 1,10 ± 0,10 г/см3 . Урожайность зерновых на рыхлой (0,9 г/см3) и плотной (1,3 г/см3) почве снижается на 16-32 %. Даже при плотности, близкой к равновесному и оптимальному состоянию, повышение доли газообразной и снижение жидкой фазы в верхнем слое к посеву зерновых культур способствует, при недостаточном увлажнении и повышенной аэрации, ухудшению агрофизических параметров плодородия черноземных почв.

Наблюдения за водно-физическим состоянием верхнего слоя лугово-черноземной почвы свидетельствуют, что даже при периодическом отказе от основной обработки к посеву яровой пшеницы оптимального соотношения между воздухом и влагой не происходит, что свидетельствует о дефиците водных ресурсов (табл. 1).

Таблица 1

Соотношение твердой (т), жидкой (ж) и газообразной (г) фаз в почве на второй пшенице после пара, %

Основная обработка почвы

Слой Отвальная Плоскорезная Минимальная

почвы, на глубину на глубину на глубину

см 20-22 см 12-14 см 5-6 см

т ж г т ж г т ж г

После обработки

0-10 34 21 45 36 22 42 39 23 38

10-20 33 22 44 39 21 40 44 23 33

20-30 40 18 42 45 19 36 49 20 31

0-30 36 20 44 40 21 39 44 22 34

Перед посевом

0-10 30 25 45 29 25 46 29 27 44

10-20 34 27 39 35 28 37 37 28 35

20-30 45 28 27 46 29 25 48 30 22

0-30 36 27 37 37 27 36 38 28 34

Соотношение между воздухом и влагой в верхнем слое черноземных почв во многом определяется приемом и глубиной основной обработки почвы, сезонностью и увлажнением. Осенью, после основной обработки почвы, вследствие недостаточного уплотнения (менее 1,0 г/см3) и увлажнения газообразная фаза в верхнем (0-30 см) слое существенно (в 1,52,2 раза) превосходит жидкую, причем соотношение между воздухом и влагой возрастает с уменьшением плотности почвы.

Так, при минимальной обработке соотношение составило 1,55, на плоскорезной -1,86, а на отвальной обработке достигало 2,20, причем с глубиной данное соотношение сужается.

К посеву яровой пшеницы соотношение фаз почвы относительно осенних показателей

изменяется в направлении некоторого увеличения твердой и жидкой и уменьшения газообразной в связи с усвоением невегетационных осадков и уплотнением верхнего слоя чернозема. Если количество жидкой фазы практически не изменяется по вариантам обработки почвы стерневого предшественника, то газообразная уменьшается с уплотнением с 37,0 до 33,7 %.

Полученные данные агрофизических параметров верхнего слоя лугово-черноземной почвы свидетельствуют о том, что оптимального соотношения между газообразной и жидкими фазами почвы не наступает. В отвальном варианте обработки почвы данное соотношение в пахотном слое 0-30 см наибольшее - 1,37, при плоскорезной обработке уменьшается до 1,33 и при минимальной снижается до 1,21. Относительно неблагоприятное соотношение между воздухом и влагой на стерневых фонах к посеву зерновых культур связано в основном с недос -таточным уплотнением (менее 1,15 г/см3), а вследствие этого - повышенной пористостью верхнего слоя, достигающей 58-62 %. Недостаток влаги весной и ограниченное количество невегетационных осадков приводят к посеву и вегетации культуры к излишнему содержанию газообразной фазы. Расчеты показывают, что при увлажнении, равном наименьшей влагоемкости (НВ), содержание воздуха в верхнем слое при оптимальном уплотнении может понижаться до 20-30 % от объема почвы.

Установлено, что применение приемов влагонакопления в засушливой степной зоне (снегозадержание, стерня высокого среза) на второй пшенице после пара повышает содержание жидкой фазы на 2,7-3,0 %, а в паровом поле с кулисами приближало ее соотношение к оптимуму (1: 0,80) .

По паровому предшественнику, где условия увлажнения складываются в аридных территориях наиболее благоприятно, в верхнем слое черноземных почв соотношение между воздухом и влагой к посеву яровой пшеницы приближается к единице (табл. 2).

В конце парования технология обработки почвы оказывала заметное влияние на плотность и влажность верхнего слоя. Так, в варианте с отвальной обработкой пара, по типу раннего, плотность почвы в слое 0-30 см составила 0,98, при минимальной обработке -1,07 г/см3, пористость соответственно 62 и 56 %. Излишняя рыхлость и скважность обрабатываемого слоя в сочетании с недостаточным увлажнением (близкое к ВРК) способствовало,

Соотношение твердой (т), жидкой (ж) и газообразной (г) фаз в почве на пшенице после парового предшественника, %

Слой почвы, см Основная обработка почвы

Отвальная на глубину 20-22 см Минимальная на глубину 6-8 см

т | ж | г т | ж | г

После обработки

0-10 35 23 42 34 25 41

10-20 37 24 39 40 26 34

20-30 42 24 34 51 24 25

0-30 38 24 38 42 25 33

Перед посевом

0-10 39 31 30 38 33 29

10-20 37 28 35 39 29 32

20-30 42 27 31 43 26 31

0-30 39 29 32 40 29 31

как по отвальной, так и по минимальной обработке, неблагоприятному соотношению между воздухом и влагой (1,58 и 1,32 соответственно).

К посеву яровой пшеницы плотность и пористость верхнего слоя в результате увлажнения и объемных деформаций верхнего слоя практически не различалась по вариантам подготовки пара. Повышенная скважность почвы, несмотря на повышение увлажнения, способствовала снижению газообразной фазы до минимального варианта. В целом к посеву яровой пшеницы соотношение между воздухом и влагой с глубиной уменьшалось, и в слое 0-30 см составляло в отвальном варианте подготовки пара - 1,10, минимальном - 1,07.

Аналогичные исследования, проведенные при различных приемах обработки чистых и занятых паров, показали, что в чистом пару соотношение между воздухом и влагой перед посевом яровой пшеницы в слое 0-30 см составляло по вспашке - 1,07, мелкой плоскорезной обработке - 1,00 и минимальной - 0,89, то есть при минимизации обработки приближалось к оптимальным параметрам. В то же время в занятом (рапсовом) паровом поле перед посевом яровой пшеницы соотношение между воздухом и влагой по вариантам обработки пара составляло соответственно 1,37; 1,04 и 0,96. Данное соотношение в целом в связи с уменьшением плотности и весеннего увлажнения в поле с занятым паром повышалось с тенденцией оптимизации при минимизации обработки почвы.

В связи с внедрением в регионе интенсивных технологий возделывания зерновых культур и внесением измельченной соломы на поверхность поля важно установить их влияние

на оптимизацию водно-воздушного режима Таблица 3 в верхнем слое черноземных почв. Наблюдения показали, что в замыкающем поле зернопарово-го севооборота (ячмень) систематическое применение комплексной химизации способствовало при минимальной обработке увеличению растительных остатков в слое 0-20 см с 0,86 до 1,44 т/га (на 67,4 %), что в целом повлияло положительно на оптимизацию водно-физического состояния почвы к посеву культуры (табл. 3).

Систематическое применение средств химизации и измельченной соломы в варианте с отвальной обработкой положительных изменений в водно-физическом состоянии верхнего слоя к посеву ячменя не оказало. При минимальной обработке почвы, с оставлением основной массы растительных остатков на поверхности поля, количество жидкой фазы в слое 0-30 см возрастало до 30 % (на 10,7 %) при одновременном снижении газообразной с 29 до 25 %. В этом варианте соотношение между воздухом и влагой снижается до 0,81 и приближается к оптимальным параметрам.

Заключение

Таким образом, оптимальное (0,7-0,8) соотношение между воздухом и влагой в верхнем слое черноземных почв к посеву зерновых при сложившейся плотности (1,04-1,08 г/см3) может быть достигнуто при увлажнении почвы до 36-40 %, что наблюдается чаще после снеготаяния. Более целесообразно доведение плотности верхнего слоя к посеву до оптимальных параметров -1,10-1,15 г/см3. В этом случае увлажнение почвы до 30-32 % (близкое к НВ) за счет проведения влагонакопительных агроприемов и комплексной химизации при минимизации обработки черноземных почв оптимизирует соотношение между воздухом и влагой к посеву зерновых культур.

Список литературы References

1. К вопросу обеспеченности растений влагой 1. K voprosu obespechennosti rasteniy vlagoy i

и воздухом при различном уплотнении почв / А. Кана- vozduhom pri razlichnom uplotnenii pochv / A. Kanarake, раке, Р. Таллер // Почвоведение. 1962. № 5. С. 106-113. R. Taller // Pochvovedenie. 1962. № 5. S. 106-113.

Соотношение твердой (т), жидкой (ж)

и газообразной (г) фаз в почве перед посевом ячменя в зависимости от технологии возделывания, %

Основная обработка почвы

Слой почвы, Отвальная Минимальная

см на глубину 20-22 см на глубину 5-6 см

т ж г т ж г

После обработки

0-10 38 28 34 39 29 32

10-20 43 29 28 44 28 28

20-30 44 27 29 45 28 27

0-30 42 28 30 43 28 29

Перед посевом

0-10 37 29 34 39 30 31

10-20 42 30 28 45 31 24

20-30 44 28 28 47 31 22

0-30 41 29 30 44 31 25

2. Плотность почвы как фактор плодородия и некоторые особенности ее определения / Л.С. Рок-танэн // Плотность почвы и ее регулирование обработкой. Целиноград, 1973. С. 3-36.

3. Буянкин Н.И., Слесарев В.Н. Агрофизика и кинетика в минимизации основной обработки черноземов / Рос. акад. с.-х. наук. Калининград: Янтарный сказ, 2004. 160 с.

4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М. : Колос, 1973. 336 с.

5. О сущности понятия объемной массы и плотности почвы / В.Н. Слесарев // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1992. № 1. С. 3-5.

6. Научные основы минимальной обработки почвы / И.Б. Ревут // Земледелие. 1970. № 2. С. 17-23.

7. Слесарев В.Н. Агрофизические основы совершенствования основной обработки черноземов Западной Сибири: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.01. Омск, 1984. 32 с.

8. Черепанов М.Е. Снегозадержание в почвозащитном земледелии Западной Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. 160 с.

Юшкевич Леонид Витальевич, доктор с.-х. наук, профессор, СибНИИСХ, [email protected]; Щитов Александр Григорьевич, канд. с.-х. наук, СибНИИСХ; Ершов Василий Леонидович, доктор с.-х. наук, профессор, Омский ГАУ, [email protected].

2. Plotnost pochvyi kak faktor plodorodiya i nekotoryie osobennosti ee opredeleniya / L.S. Roktanen // Plotnost pochvyi i ee regulirovanie obrabotkoy. Tselino-grad, 1973. S. 3-36.

3. Buyankin N.I., Slesarev V.N. Agrofizika i kinetika v minimizatsii osnovnoy obrabotki chernozemov / Ros. akad. s.-h. nauk. Kaliningrad: Yantarnyiy skaz, 2004. 160 s.

4. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyita. M. : Kolos, 1973. 336 s.

5. O suschnosti ponyatiya ob"emnoy massyi i plot-nosti pochvyi / V.N. Slesarev // Sibirskiy vestnik selsko-hozyaystvennoy nauki. 1992. № 1. S. 3-5.

6. Nauchnyie osnovyi minimalnoy obrabotki pochvyi / I.B. Revut // Zemledelie. 1970. № 2. S. 17-23.

7. Slesarev V.N. Agrofizicheskie osnovyi sover-shenstvovaniya osnovnoy obrabotki chernozemov Zapadnoy Sibiri: avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk: 06.01.01. Omsk, 1984. 32 s.

8. Cherepanov M.E. Snegozaderzhanie v pochvoza-schitnom zemledelii Zapadnoy Sibiri. Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-e, 1988. 160 s.

Yushkevich Leonid Vitalyevich, Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Leading Researcher, Siberian Re-seaearch Institute of Agriculture, [email protected]; Shchitov Alexander Grigoryevich, Candidate of Agricultural Sciences, Siberian Reseaearch Institute of Agriculture; Ershov Vasiliy Leonidovich, Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Omsk SAU; [email protected].

Регулирование водного режима в сельском хозяйстве проводится в зависимости от климата, состояния почвы, возделываемых растений и других условий. Оно сводится к накоплению необходимого количества влаги для растений, сохранению и рациональному ее использованию и к удалению избыточной воды из почвы.

Приемы накопления и сбережения влаги проводятся на всех почвах, где не бывает избыточного увлажнения, и особенно в засушливые годы.

Засуха бывает атмосферная и почвенная. Атмосферная засуха чаще всего повторяется в степных районах и нередко сопровождается суховеями. При этой засухе растения испытывают недостаток воды даже при некотором ее запасе в почве в усвояемой форме. Это связано главным образом с тем, что в условиях сильной засухи листья растений испаряют влаги больше, чем поступает ее из почвы.

Различают три типа засухи: весеннюю, летнюю и осеннюю. В западных и северо-западных районах Советского Союза чаще наблюдается весенняя засуха. Она характеризуется сравнительно невысокой температурой, отсутствием осадков и пониженной относительной влажностью воздуха, иногда сопровождается ветрами. В период засухи сильно пересыхает верхний слой почвы, резко ухудшаются условия роста и развития яровых зерновых, льна и бобовых культур. Часто всходы бывают изреженными. Яровые зерновые культуры кустятся слабо. В тех случаях, когда в почве запас воды достаточный и применяются агротехнические приемы, весенняя засуха влияет на урожай сельскохозяйственных растений слабее. Озимая рожь и озимая пшеница значительно легче переносят эту засуху. Большой недобор урожая от нее отмечается там, где не проводятся мероприятия по накоплению и сохранению влаги в почве.

От летней засухи могут пострадать как яровые, так и озимые культуры. Если она началась во время налива, то зерно получается щуплым и легковесным. Осенняя засуха наступает, когда большинство колосовых культур уже бывает убрано. В эту засуху больше всего угнетаются озимые нового сева и пропашные.

В. В. Докучаев, А. А. Измаильский и К. А. Тимирязев установили, что засуха - следствие не абсолютного недостатка воды, а относительного. Относительный недостаток ее бывает от неравномерного выпадения осадков и неумения сохранять воду в почве.

Чтобы накопить и сохранить воду, необходимо у глинистых и суглинистых почв повысить водопроницаемость (у песчаных и несвязных супесей ее следует уменьшить) и снизить испарение при капиллярном поднятии воды, диффузии и конвекции водяных паров в атмосферу.

Водопроницаемость почвы, как уже указывалось выше, зависит от механического состава, строения почвы, структуры, состава поглощенных катионов, характера угодий, интенсивности выпадения осадков и пр.

Чем больше некапиллярная скважность по сравнению с капиллярной, тем выше водопроницаемость. Повышенную водопроницаемость имеют также структурные почвы и почвы, в которых в поглощенном состоянии находятся двухвалентные катионы (Са, Mg и др.). Таким образом, чтобы увеличить водопроницаемость глинистых и суглинистых почв, в первую очередь необходимо улучшить физические и физико-химические их свойства внесением органических удобрений и проведением дифференцированной обработки почвы.

У легких почв, как правило, водопроницаемость повышенная. Чтобы улучшить их водный режим, необходимо увеличить влагоемкость внесением органических удобрений.

Влага из почвы испаряется непрерывно в виде пара. Это обусловливается тем, что плотность водяного пара равна 0,662 плотности воздуха, а поэтому насыщенный влагой почвенный воздух, как более легкий, стремится улетучиться.

Для сокращения потерь влаги из почвы необходимо ее содержать в рыхлом и выровненном состоянии, улучшать ее строение и структуру, проводить мульчирование и вносить органические удобрения.

К агротехническим мерам, непосредственно влияющим на водный режим почвы, относятся в первую очередь правильная система обработки почвы в севообороте и уничтожение сорных растений, которые выносят из почвы огромное количество воды.

Различные приемы обработки почвы не в одинаковой степени влияют на влажность почвы. Так, по сообщению Н. А. Сапожникова, весной на взлущенной с осени легкосуглинистой почве (в слое 0-6 см) содержалось влаги 161 мм, на вспаханной (также с осени) - 182 мм, а там, где была проведена вспашка плугом с почвоуглубителем,- 192 мм. Следовательно, чем глубже обрабатывалась почва с осени, тем больше она имела влаги весной. Исследования показали, что засоренные почвы, как правило, отличаются пониженной влажностью по сравнению с почвами, чистыми от сорняков.

Для увлажнения почвы проводят задержание снега и талых вод, орошение и другие приемы. В Западной и Северо-Западной зонах снегозадержание целесообразно на посевах озимых и клевера, размещенных на буграх и крутых склонах. Этот прием позволяет предохранить культуры от вымерзания и накопить влагу в почве.

К важным факторам, оказывающим влияние на регулирование водного режима почвы, следует отнести правильное чередование культур в севообороте, внесение органических удобрений, своевременный посев и др.

В Белоруссии, Прибалтийских республиках, Карельскии, Калининградской, Ленинградской, Новгородской, Псковской и других областях РФ широко распространены почвы, имеющие постоянное или избыточное увлажнение. На этих почвах растения слабо развиваются или гибнут. В местах с повышенной влажностью происходит вымокание посевов, полегание хлебов и усиливается заболевание растений.

На переувлажненных почвах проводят мелиоративные работы для их осушения.

В настоящее время применяется гончарный дренаж.

Иногда хорошие результаты дает кротовый дренаж. Кротование проводят на глинистых и тяжелосуглинистых почвах, а также на торфяниках главным образом для повышения аэрации. Его обычно проводят одновременно со вспашкой плугом с кротовым приспособлением. Дрены прокладывают по направлению уклона на глубине 35-50 см на расстоянии друг от друга 1 -1,5 м. Водоотводами служат закрытые собиратели.

Однако кротовые дрены быстро разрушаются водой, что нарушает сток ее по дренам и снижает аэрацию. В этих случаях их ежегодно возобновляют в осеннее время.

На периодически переувлажненных тяжелых почвах применяют узкозагонную вспашку. Загоны (шириной 12-15 м) следует располагать к наибольшему уклону, в этом направлении и ведут вспашку. Ее применяют под озимую рожь и озимую пшеницу, а также осенью под яровые культуры.

Иногда на посевах озимых культур проводят борозды для отвода избытка воды. Борозды прокладывают к водоотводным канавам с расстояниями от 4 до 12 м.

В борьбе с переувлажнением почвы применяют также гребневые посевы.

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)