Проектирование мелиоративных мероприятий организации территории и использование осушаемых земель

     Капиллярная влага доступна растениям. Почва  в этот момент находится в липком состоянии, что затруднят ее обработку.

     ◘Полная влагоемкость (ПВ) -  количество воды, содержащееся в почве в момент, когда зеркало грунтовых вод достигает поверхности почвы и все почвенные поры заняты водой. При этом почвенный воздух вытеснен водой, что прекращает аэрацию почвы и вызывает угнетение растений. В Нечерноземной зоне полная влагоемкость наблюдается весной, когда нижние слои почвы еще не оттаяли, а верхние переувлажнены талыми водами. В агрономической практике полную влагоемкость иногда называют полной полевой влагоемкостью или полной водовместимостью.

     Значение  ПВ практически равно пористости (скважности) почвы и колеблется от 20..40 до 50…60%, достигая иногда 80% общего объема почвы, т.е. также зависит  от гранулометрического состава  почвы; измеряется ПВ в миллиметрах.

     Почва при этом находится в текучем  состоянии, и проведение полевых  работ невозможно.

     Доступная для растений почвенная влага  находится в пределах от наименьшей влагоемкости до влажности разрыва капилляров. Это оптимальный диапазон влажности. Однако экологический оптимум влажности почвы у разных растений существенно различаются. 
 
 

Продуктивная  влага

     Для сельскохозяйственного производства основное значение имеет та часть  почвенной влаги, которая обеспечивает влажность устойчивого завядания. Так как накапливается растительная масса и формируется продуктивность лишь за счет этой влаги, ее называют продуктивной влагой.

     Запасы  продуктивной влаги – основной показатель влагообеспеченности растений. Продуктивную влагу в почве необходимо учитывать для обоснования технологии возделывания сельскохозяйственных культур, определения и оптимизации агротехнических мероприятий (эффективности вносимых в почву минеральных удобрений, системы обработки почвы, регулирования водного режима и т.д.). Например, А.П.Федосеевым установлено, что наибольшая эффективность удобрений отмечается при влагозапасах, составляющих в среднем 80…90% НВ. Более низкое или высокое увлажнение снижает эффективность удобрений.

       Продуктивную влагу выражают высотой слоя воды в миллиметрах, что позволяет сопоставлять ее запасы с расходом воды (испарением) и ее приходом (осадками), которые также измеряют в миллиметрах.

     Запасы  продуктивной влаги, мм, вычисляют по формуле:

, где

0,1-коэффициент для перевода запасов влаги в миллиметры;

-объемная масса почвы, г/;

h-слой почвы, см;

W-влажность почвы, % массы абсолютно сухой почвы;

K-влажность устойчивого завядания, % массы абсолютно сухой почвы.

      По  методике, принятой на сети гидрометеорологических станций, запасы подсчитывают для каждого 10-сантиметрового слоя почвы, которые  затем суммируют. 

Влияние продуктивной влаги  на состояние сельскохозяйственных культур.

      Состояние посевов сельскохозяйственных культур  и их урожайность в значительной степени зависят от количества продуктивной влаги в почве. Степень соответствия потребности растений в почвенной  влаге для формирования высоких  урожаев имеющимся запасам продуктивной влаги в почве называют влагообеспеченностью растений. Методы количественной оценки влагообеспеченности сельскохозяйственных культур начали разрабатывать в  начале 40-х годов, для чего использовали сопряженные наблюдения за влажностью почвы и состоянием различных  сельскохозяйственных культур.

      Результаты  исследований С.А.Вериго показали, что при средних за декаду запасах продуктивной влаги в пахотном (0…20см) слое почвы меньше 5 мм всходы зерновых культур, как правило, не появляются. Удовлетворительное состояние всходов соответствует запасам влаги 12…15 мм, а отличное состояние всходов наблюдают при влажности, близкой к наименьшей влагоемкости. В период от кущения до выхода в трубку запасы продуктивной влаги меньше 10 мм в слое 0…20 см вызывают резкое ухудшение состояния посевов. В таких условиях слабо развиваются узловые корни, уменьшается количество стеблей и число колосков в колосе. Хорошее состояние растений отмечается при запасах продуктивной влаги в пахотном слое почвы 30…40 мм. В фазу выход в трубку – цветение запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы меньше 80 мм ухудшают состояние посевов и снижают урожай. Хорошее состояние посевов зерновых культур и высокие урожаи бывают при запасах продуктивной влаги 100…200 мм.

     На  основании исследований влияния  запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы на урожайность озимой пшеницы Е.С.Уланова установила различные градации запасов влаги и дала их оценку в основные периоды весеннее-летней вегетации.

     По  данным Ю.И.Чиркова, наиболее высокие урожаи зерна кукурузы обеспечиваются запасами продуктивной влаги 70…80 мм в слое почвы 0…50 см в фазе выметывания метелки. Высокие урожаи зеленой массы кукурузы получают, если в слое почвы 0…50 см запасы влаги в течение всего периода вегетации не опускались ниже 60 мм.

     Для картофеля после цветения оптимальные  запасы продуктивной влаги в слое почвы 50 см составляют 60…70 мм. Снижение запасов влаги до 30…35 мм в этот период вегетации резко снижает  формирование и рост клубней.

     Наблюдения, проведенные А.П.Лосевым, показали, что снижение продуктивной влаги  в слое 0…120 см до 60…80 мм в летний период вызвало ослабление интенсивности  роста плодов яблони и частичное  засыхание листьев на деревьях. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 14. Среднемесячное количество осадков, мм.

январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь	год
26	24	25	28	41	54	58	58	54	48	40	32	448

 

График 3. Среднемесячное распределение осадков. 
 
 
 
 
 

Для оценки увлажнения территории используют среднюю многолетнюю  сумму осадков и распределение их во времени. Но оценка условий увлажнения по количеству выпадающих осадков не совсем корректна, так как осадки являются лишь одной из составляющих приходной части водного баланса. Поэтому в агрометеорологии для оценки условий увлажнения территории используют косвенные показатели, представляющие собой отношение прихода влаги (осадков) к её максимально возможному расходу (испаряемости). Наибольшее распространение получил гидротермический коэффициент (ГТК) Г.Т.Селянинова и коэффициенты увлажнения (КУ) Д.И.Шашко и (К) Н.И.Иванова, на основе которых выделены зоны различного увлажнения.

Таблица 15. Оценкам  условий увлажнения по значениям  ГТК, КУ, К.

Зона  увлажнения	Средний многолетний
	ГТК	КУ	К
Избыточно влажная	1,60	0,60	1,2
Влажная	160,-1,30	0,60-0,45	1,0-1,2
Слабозасушливая	1,30-1,00	0,45-0,35	0,8-1,0
Засушливая	1,00-0,70	0,35-0,25	0,6-0,8
Очень засушливая	0,70-0,40	0,25-0,15	0,4-0,6
Сухая	0,40	0,15-0,10	0,4

 

Агроклиматические показатели увлажнения территории рассчитывается по следующим формулам:

  , где

- сумма осадков  за период вегетации  с температурой  воздуха выше 10°С, мм;

- сумма температуры за период вегетации с температурой воздуха выше 10°С 

, где 

- сумма осадков  за год, мм;

- сумма дефицитов  влажности воздуха  за год, гПа  или Мб.

, где 

  – сумма средней месячной испаряемости за год ;

- сумма средней  месячной испаряемости  за год 

  , где - средняя температура за год, °С;

- средняя относительная  влажность за месяц 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

=66%

=77%

=85%

=86% 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: ГТК Селянинова за период вегетации получилась 1,48. Таким образом увлажнение территории за период вегетации в целом получилось влажное. Самое большое ГТК в сентябре, наименьшее в июне.

      К Иванова входит в засушливую зону, а КУ Шашко в слабозасушливую. 

Таблица 16. Изменчивость сумм атмосферных осадков по годам  за период вегетации.

Год	Сумма осадков, мм	Сумма осадков  за 5 лет, мм	Скользящая пятилетняя средняя, мм
1984	451	-	-
1985	315	-	-
1986	204	1489	297,8
1987	264	1263	252,6
1988	255	1302	260,4
1989	225	1303	260,6
1990	354	1209	241,8
1991	205	1221	244,2
1992	170	1344	268,8
1993	267	1328	265,6
1994	348	-	-
1995	338	-	-