Водний режим ґрунтів
Водним режимом грунту називають сукупність всіх процесів надходження вологи в грунт, її пересування, утримання і витрати. Кількісною характеристикою водного режиму грунту є її водний баланс. До основних джерел водного балансу відносять опади і грунтові води. Крім того, додатковими джерелами зволоження грунту служать поверхневий приплив і волога, що конденсується з парів води. Витратні статті водного балансу складаються з фізичного випаровування води поверхнею грунту, вологи, витраченої на транспірацію (десукцію) рослинами, води, що втрачається в результаті поверхневого і внутрипочвенного бокового стоків, а також інфільтруючих в грунтово-грунтову товщу.
Типи водного режиму грунтів. У різних грунтово-кліматичних зонах і на окремих ділянках місцевості водний баланс складається по-різному. Виділяють кілька основних типів водного режиму: застійний (мерзлотний), промивний, періодично промивний, непромивний і випітної.
Коефіцієнт зволоження, що показує відношення річної кількості опадів до випаровуваності, використовують для встановлення типу водного режиму.
Испаряемость - це кількість води, яка може випаруватися з відкритої водної поверхні за певний період часу.
Г. Н. Висоцький встановив для різних природних зон наступні коефіцієнти зволоження: лісова - 1,33, лісостепова - 1, чорноземна - 0,67, сухі степи - 0,33, пустелі - 0,15.
Застійний (мерзлотний) тип характерний для грунтів тундри, де багаторічна мерзлота виконує роль водоупора. Відтавати влітку грунт насичена вологою більшу частину вегетаційного періоду.
Промивної тип характеризується щорічним промачіваніі атмосферними опадами всієї грунтової товщі до ґрунтових вод. Цей тип водного режиму властивий грунтам тайгово-лісової зони, вологих субтропіків і тропіків, де опадів випадає більше, ніж випаровується вологи з ґрунту (рис.).
Періодично промивний тип притаманний грунтам лісостепової зони і характеризується промиванням грунту до грунтових вод в роки, коли сума опадів перевищує випаровуваність.
Непромивний тип характерний для чорноземів, каштанових, бурих грунтів і сіроземів, де випаровуваність перевищує суму атмосферних опадів. Ґрунти і підстилають породи ніколи не промиваються до ґрунтових вод. Між верхнім промачівают шаром і кордоном капілярної облямівки грунтових вод знаходиться «мертвий» горизонт з постійною вологістю, близькою до вологості в'янення (рис.).
Випотной тип виникає в посушливих районах, де випаровуваність значно перевищує суму опадів. Недолік вологи поповнюється за рахунок грунтових вод. Якщо грунтові води мінералізовані, то відбувається засолення грунтів (рис.).
Мал. Схема водного балансу при водному режимі випітного типу (по А. А. Роде)
Залежно від водного режиму формуються автоморфні, полугідроморфние і гідроморфние грунту.
Регулювання водного режиму грунтів. Комплекс заходів з регулювання водного режиму грунтів проводять для усунення несприятливих умов водопостачання рослин. Його розробляють з урахуванням конкретних грунтово-кліматичних умов.
Болотні грунту вимагають осушувальних заходів шляхом влаштування відкритого або закритого дренажу. Мінеральні гідроморфние (заболочені) грунту, в яких спостерігається тривалий застій води, що утруднює або виключає зростання і розвиток сільськогосподарських культур, також підлягають осушенню. Однак ці грунту можна використовувати в сільському і лісовому господарстві без дренажу, якщо вони знаходяться на початковому етапі прояву ознак гідроморфізма. Водний режим ґрунтів з тимчасовим надлишковим зволоженням регулюють такими агротехнічними прийомами, як гребневание, борознування, вирівнювання поверхні грунту і нівелювання мікро- і мезопоніженій, в яких застоюється вода, і ін. При створенні глибокого орного шару, розпушуванні підорного горизонту збільшується вологоємність і поліпшуються водний, повітряний і поживний режими в кореневмісному шарі.
В умовах недостатнього зволоження застосовують різні заходи, спрямовані на накопичення, збереження і раціональне використання вологи в грунті. Ефективний спосіб влагонакопления - затримання снігу і талих вод. Лісові смуги, кулісні рослини, стерня, вали зі снігу оберігають сніг від здування в зимовий час, збільшують запаси вологи в грунті. Полезахисні лісові смуги також зменшують випаровування вологи з поверхні грунту. Оранка впоперек схилу, обвалування, лункованіе, переривчасте борознування і інші прийоми сприяють зменшенню поверхневого стоку води. Для зниження фізичного випаровування застосовують поверхневе розпушування ґрунту навесні. При боронуванні відбувається розрив грунтових капілярів, що забезпечує «закриття» вологи і збереження її в кореневмісному шарі.
Основний спосіб поліпшення водного режиму в посушливих зонах - зрошення. Поряд з регулярним зрошенням поверхневим, підгрунтовим способами і дощуванням велике значення мають прийоми разового лиманного і паводкового зрошення, а також вологозарядковий поливи. У кожній природній зоні повинен бути диференційований підхід до вибору способів з регулювання водного режиму грунтів. При цьому слід враховувати особливості оброблюваних культур. Різні рослини для утворення одиниці органічної речовини вимагають різну кількість води, тобто вони володіють різним Транспіраціонний коефіцієнтом, який показує, яка кількість води необхідно для створення одиниці сухої речовини. Залежно від умов вологості він виражається наступними показниками: просо - 270. 300, ячмінь - 380. 500, пшениця - 340. 620, овес- 350. 660, жито - 380. 700, картопля - 280. 450, цукрові буряки - 300 . 1500, люцерна - 510. 1100.
Коефіцієнт транспірації у різних рослин залежить від водного режиму, способів обробітку грунту, сортових особливостей рослин і інших чинників. При цьому спостерігається така закономірність: зі збільшенням сухості клімату транспіраціонний коефіцієнт зростає, а в більш вологих північних районах він знижується.
З наведених даних видно, що для створення, наприклад, 1 т врожаю пшениці необхідно в середньому 400. 500 т води. Якщо до цього додати ще воду, випаровується грунтом, то зрозуміло, яка величезна кількість її потрібно для отримання високих врожаїв.