Количество воды, доступной для растения, определяется диаметром пор. Важно избегать уплотнения грунта, которое сдавливает поры и уменьшает доступ к воде. Суглинок содержит приблизительно 20 мм растительно-доступной воды на 10 см почвы, но количество, которое может быть использовано, зависит от глубины залегания корней и их сплетения.
|
Ранней весной после таяния снегов или сильных дождей, почва может достигнуть предела водо-удерживаемой способности, что означает, что все поры заполнены водой. Поскольку почва высыхает, а вода стекает, самостоятельно либо с помощью дренажа, почва достигает полевой влагоемкости. Большие пустые порыВ этом состоянии полевой влагоемкости, довольно крупные поры освобождены от воды и вместо этого заполнены воздухом, в то время как тонкие все еще залиты водой. Чем выше поры находятся в почвенном профиле – тем выше вероятность, что они будут заполнены воздухом. В почвах, где 50% твердого вещества и 50% полостей в полевой мощности примерно 10-20% заполнено воздухом, остальные 30-40% - водой. |
 |
Решающий диаметр
Вода, доступная растениям в почвенных порах, представляет собой разницу между полевой влагоемкостью и точкой увядания.
Это диаметр водных пор, определяющий насколько легко или тяжело корням растений вытащить влагу из почвы. Поры – это результат состава и структуры почвы.
|
Усилие для извлечения воды (‘корневое всасывание’), метры водяной колонны |
Эквивалентный диаметр поры (мм) |
|
|
Легко-доступная |
1-6 | 0.03–0.005 |
| Доступная | 6-50 | 0.005–0.0006 |
| Малодоступная | 50-150 |
0.0006–0.0002 |
| Недоступная | >150 |
< 0.0002 |
 |
Корневой волосок в почвенной поре1) Корневой волосок 2) Почва 3) Вода Это диаметр поры, определяющий, насколько сильно вода связана в порах. Чем меньше диаметр, тем больше связанной воды, труднодоступной для корней. Наконец, длина корневого волоска достигает своего максимума и больше не может извлекать воду. Вода в больших порах легко доступна, но с уменьшением диаметра пор растениям требуется все больше энергии, чтобы забирать воду. Этот процесс показан на рисунке выше «Корневой волосок в почвенной поре». Когда длина корневого волоска достигает своего максимума и больше не может извлекать воду, растение увядает. Однако на практике растения не могут использовать всю воду, поэтому "сдаются" и увядают. |
Определяется глубина корня
Количество воды, которое растение может потребить, определяется комбинацией факторов:
- количество доступной для растения воды (см.Таблицу)
- глубина корней в почвенном слое
- сплетение корней в почве
| Тип почвы | Количество воды, доступной для растения на 10 см почвенного профиля, мм |
| Песок | примерно 10 |
| Ил | примерно 20–25 |
| Суглинок | примерно 20 |
| Коричневая глина | примерно 10–15 |
Вместе эти факторы определяют точку увядания. В данном контексте, фермеру важно понимать, что уплотнение почвы приводит к ухудшению водоснабжения культуры. Если колесо, прикатывая, сдавливает поры, это ухудшает дренаж и снижает способность почвы снабжать растение необходимой влагой.
Управление запасами почвенной воды
Размеры частиц в почвенном слое контролирует количество воды, которое может испариться. Испарение воды минимально при размере частиц, равном примерно 2 мм. Нахождение растительных остатков на поверхности почвы также уменьшают потери воды за счет отражения солнечного излучения и предотвращения нагревания грунта.
Если после посева не выпадают осадки, вода, имеющаяся в посевном ложе и под ним, имеет решающее значение в получении урожая. Важно сохранить эту влагу и бережно управлять ею, чтобы семена хорошо проросли.
Солнце нагревает почву
|
Когда солнце всходит и начинает освещать недавно засеянное поле, энергия солнечных лучей нагревает воду в посевном ложе и слое, расположенном под ним. Некоторые молекулы воды накапливают достаточно энергии, чтобы перейти в газообразную форму и попытаться испариться с поверхности в виде водяного пара. Такое испарение можно часто увидеть невооруженным взглядом, когда влажная земля нагревается солнечными лучами, как показано здесь. Это процесс сопоставим с закипанием воды в кастрюле на плите и потерей воды в виде пара. |
 |
Ил способствует потере воды
Испарение воды с поверхности почвы после посева в основном обуславливается размером элементов посевного слоя.
Рисунок выше показывает тесную взаимосвязь между водным испарением и почвенными частицами/диаметром частиц. Первый максимум испарения достигается при размере агрегатов 0,005 – 0,02 мм. Приблизительно это диапазон илистых частиц, он характеризует капиллярный транспорт влаги на поверхность почвы из посевного ложа. На таких почвах важно останавливать капиллярный транспорт, чтобы предотвратить потери воды.
Грубость создает турбулентные потоки
Второй максимум испарения достигается, когда размер фракции превышает 50 мм, что часто имеет место в почвах с высоким содержанием глины. При таких крупных фракциях в посевном горизонте воздушные потоки становятся турбулентными, а грунт высыхает. Между этими пиками минимальное испарение воды, когда элементы имеют диаметр около 2 мм. Эти элементы не настолько малы, чтобы обеспечить капиллярный перенос воды, но не настолько велики, чтобы создавать турбулентные потоки воздуха. При наличии частиц такого размера в семенном слое минимизируется испарение воды.
Это можно продемонстрировать, используя чистые фракции частиц в модельном эксперименте, см. Изображение выше. Другими словами, это совокупный размер, который регулирует испарение воды из открытого грунта.
 |
Озимая пшеница, 3 неделе после посева A: Агрегаты < 2 мм дали 95% всходов B: Агрегаты 2-5 мм дали 60% всходов C: Агрегаты > 5 мм дали 35% всходов |
Солома отражает лучи
Растительные остатки, такие как солома, влияют на количество испаряемой из почвы влаги. Солома в поверхностном слое почвы воздействует на потерю воды по меньшей мере 2 способами:
- Светлоокрашенная солома отражает лучи солнца, тогда как темноокрашенная почва почти целиком поглощает их энергию.
- Солома может прервать восходящий капиллярный транспорт воды.
Вместе эти два фактора означают, что весной поверхность почвы не так сильно нагревается, и испарение воды ограничивается.
Солома должна быть слегка повреждена комбайном, чтобы её поверхность могли атаковать почвенные организмы, затем солому необходимо быстро заделывать для прохождения процесса разложения не на поверхности почвы. При правильном использовании солома становится ценным вкладом в почву. Она улучшает ее структуру и делает более пористой.
Словарь:
Максимальная влагоемкость– при максимальной влагоемкости все поры заполнены водой, как в случае с нахождением ниже грунтовых вод, например, после таяния снегов и постоянных дождей.
Полевая влагоемкость- в полевой влагоемкости свободная вода уходит с к дренажной глубине 1м. Это состояние часто называют равновесием дренажа, поскольку вода перестает течь в стоках / канавах. В вышеприведенном профиле почвы более крупные поры заполнены воздухом в полевых условиях, а более мелкие поры все еще содержат воду.
Постоянная точка увядания- когда вода в почве связана с силой извлечения воды, превышающей 150 м толщины водяного столба (1500 кПа), корни больше не могут ее извлекать. Этот предел называется постоянной точкой увядания и представляет собой воду, содержащуюся в порах с диаметром, меньшим 0,002 мм.
Структура- структура почвы относится к пропорциям минеральных частиц с различным средним диаметром, то есть относительным пропорциям песка, ила и глины, в частности, согласно таблице «Распределение частиц по размерам» в главе «Структурный состав почвы».