Bilans wodny i właściwości gleby, rodzaje reżimu i sposoby jego regulacji

Każdemu, kto zajmuje się rolnictwem, zaleca się zwrócenie uwagi na właściwości wodne gleby. Naukowcy zajmujący się glebą zwracają uwagę na znaczenie zagadnień związanych z dostarczaniem, przemieszczaniem i akumulacją wilgoci. Związane są one z cechami akumulacji, przemieszczania się i wymywania substancji organicznych, będących produktami procesów glebotwórczych. Reżim wodny rozumiany jest jako ogół wszystkich procesów przedostawania się wilgoci do struktury gleby, jej stanu w glebie i procesu zużycia.

Kategorie wód glebowych, charakterystyka, dostępność dla roślin

Woda w strukturze ziemi ma niejednorodną strukturę i dlatego różni się znacznie właściwościami fizycznymi.

Solidny

Ta forma wody to lód. Jest uważany za potencjalne źródło wilgoci w postaci cieczy i pary. Tworzenie się lodu ma charakter sezonowy lub wieloletni. W temperaturach powyżej 0 stopni przechodzi w ciecz lub parę.

Związany chemicznie

Ten rodzaj wody występuje w minerałach w postaci grup hydroksylowych lub całych cząsteczek. W pierwszym przypadku wilgoć nazywa się konstytucyjną. Usuwa się go z gleby przez kalcynację do 400-800 stopni. Wodę występującą w postaci cząsteczek nazywamy wodą krystalizacyjną. Można go usunąć, podgrzewając ziemię do 100-200 stopni.

Woda związana chemicznie jest uważana za najważniejszy parametr pozwalający zrozumieć skład gleby. Substancja ta występuje w fazie stałej ziemi i nie należy do niezależnych ciał fizycznych. Kompozycja nie przemieszcza się, nie ma właściwości rozpuszczalnikowych i nie jest dostępna dla roślin.

Parujący

Substancja ta występuje w powietrzu glebowym i porach w postaci pary wodnej. Wilgoć parowa może przemieszczać się wraz z prądem powietrza glebowego i zależy od wilgotności gleby.

Chociaż objętość wilgoci w formie pary nie przekracza 0,001% masy gleby, jest ona bardzo ważna dla prawidłowego rozkładu wilgoci w glebie i pomaga chronić włośniki roślin uprawnych przed wysychaniem. Podczas kondensacji para zamienia się w ciecz.

Łyżka

Substancja ta powstaje w wyniku sorpcji pary wodnej i wody w stanie ciekłym na powierzchni stałych elementów gleby. Nazywa się to również ograniczeniem fizycznym. Wodę taką dzielimy na związaną ściśle i luźno związaną. Gradacja ta opiera się na sile wiązania z fazą stałą ziemi.

Silnie związana lub higroskopijna woda powstaje w wyniku adsorpcji cząsteczek ze stanu pary na powierzchni gleby. Zdolność ziemi do przenikania i wchłaniania wilgoci w formie pary nazywa się higroskopijnością. Silnie związana woda wiąże się na powierzchni pod wpływem zwiększonego ciśnienia. W takim przypadku na cząstkach gleby tworzy się cienki film.

Kiedy cząsteczki gleby wchodzą w kontakt z wodą, następuje dodatkowa absorpcja i powstaje luźno związana woda. Nie jest tak mocno osadzony i powoli przechodzi od fragmentów o większym filmie do cząstek o mniejszym.

Bezpłatny

Woda ta znajduje się w aktywnej warstwie gleby na wodzie luźno związanej. Nie jest połączony z fragmentami gleby siłami przyciągania. Woda wolna w glebie może być kapilarna lub grawitacyjna.

Kapilarny

Ten rodzaj wilgoci znajduje się w cienkich naczyniach włosowatych ziemi. Porusza się pod wpływem sił kapilarnych, które pojawiają się na styku wszystkich faz – stałej, ciekłej i gazowej. Ten rodzaj wilgoci jest uważany za najbardziej dostępny dla roślin.

Właściwości wodne gleb

Gleby różnią się pewnymi właściwościami i cechami. Ogrodnicy zdecydowanie powinni wziąć to pod uwagę.

Zdolność zatrzymywania wody

Termin ten odnosi się do zdolności gleby do zatrzymywania wilgoci, związanej z wpływem sił sorpcyjnych i kapilarnych. Maksymalna objętość wody, jaką może zatrzymać gleba pod wpływem określonych sił, nazywana jest pojemnością wilgoci.

W zależności od formy, w jakiej znajduje się wilgoć zatrzymywana przez glebę, wyróżnia się wilgotność całkowitą, kapilarną, minimalną i maksymalną wilgotność molekularną.

Przepuszczalność wody przez glebę

Koncepcja ta obejmuje zdolność Ziemi do wchłaniania i przepuszczania wody przez siebie. Istnieją 2 etapy przepuszczalności wody:

1. Absorpcja – oznacza wchłanianie wody przez glebę i jej przenikanie przez glebę nienasyconą wilgocią.
2. Filtracja - termin ten odnosi się do ruchu wilgoci w glebie pod wpływem grawitacji i gradientu ciśnienia, gdy gleba jest całkowicie nasycona wilgocią.

Przepuszczalność wody mierzy się objętością wody, która przepływa przez określoną jednostkę powierzchni gleby w jednostce czasu przy ciśnieniu wody wynoszącym 5 centymetrów. Wskaźnik stale się zmienia. Bilans przepuszczalności wody zależy od składu granulometrycznego i właściwości chemicznych gleby. Wpływ na to ma także ich struktura, gęstość i wilgotność.

Gleby o ciężkim składzie granulometrycznym mają mniejszą przepuszczalność wody w porównaniu do gleb lekkich. Obecność w ziemi sodu lub magnezu, powodująca jej szybkie pęcznienie, sprawia, że ​​konstrukcja jest niemal wodoodporna.

Udźwig wody

Termin ten odnosi się do zdolności gleby do wywoływania ruchu zawartej w niej wilgoci w górę w wyniku działania sił kapilarnych. Na wysokość podciągania wilgoci w glebie i szybkość jej przemieszczania się wpływa skład granulometryczny i strukturalny gleby.

Szybkość wzrostu wilgoci zależy również od stopnia mineralizacji wód gruntowych. Wody wysokozmineralizowane charakteryzują się mniejszą wysokością i tempem wezbrania. Jednak wysokie położenie wód mineralizowanych zwiększa ryzyko szybkiego zasolenia gleby. Niebezpieczeństwo to powstaje, gdy znajdują się na poziomie 1-1,5 metra.

Rodzaje reżimu wodnego gleby

Reżimy wodne mają różne typy, z których każdy ma pewne cechy.

Wieczna zmarzlina

Ten reżim wodny jest powszechny w warunkach wiecznej zmarzliny. Jednocześnie zamarznięta część gleby jest wodoodporna. Jest to poziom wodonośny, powyżej którego występuje okoń ponadwieczną zmarzliną. Prowadzi to do nasycenia wodą górnej części rozmrożonej gleby. Ten reżim regulacyjny obserwuje się przez cały sezon wegetacyjny.

Zaczerwienienie

Zgodnie z teorią reżim ten obserwuje się w regionach, w których całkowita ilość rocznych opadów przekracza szybkość parowania. Co roku cały profil glebowy poddawany jest procesowi zwilżania do wód gruntowych i szybkiego wymywania produktów glebotwórczych. Pod wpływem typu ługowania powstają gleby czerwone, gleby żółte i gleby bielicowe.

Jeśli występuje bliskie położenie wód gruntowych, a gleby charakteryzują się słabą przepuszczalnością wody, powstaje podtyp bagienny reżimu wodnego. Prowadzi to do powstania gleb torfowiskowych i bielicowo-bagnistych.

Okresowe zaczerwienienie

Odmiana ta charakteryzuje się średnim bilansem opadów i parowania. W tym przypadku ograniczone zwilżanie gleby w latach suchych występuje na przemian z nawilżaniem w okresach mokrych.

Wymywanie gleby przez nadmierne opady atmosferyczne następuje 1-2 razy w ciągu kilku lat. Ten rodzaj reżimu wodnego jest typowy dla szarych gleb leśnych, wyługowanych i bielicowanych czarnoziemów. Gleby charakteryzują się niestabilnym zaopatrzeniem w wilgoć.

Nie powodujący zaczerwienienia

Reżim ten charakteryzuje się rozkładem opadów, głównie w górnych warstwach gleby. Nie dociera jednak do wód gruntowych.Wilgoć wymieniana jest poprzez przemieszczanie jej w postaci pary. Ten rodzaj reżimu wodnego jest typowy dla gleb stepowych. Należą do nich kasztanowce, szarobrązowe pustynie, brązowe gleby półpustynne i czarnoziemy.

Na takich glebach obserwuje się spadek opadów i wzrost parowania. Aby ocenić reżim wodny, opracowano współczynnik wilgotności. W tym przypadku zmniejsza się z 0,6 do 0,1.

Zasoby wody zgromadzone wiosną w glebie stepowej są aktywnie wydawane na transpirację i parowanie fizyczne. Kiedy nadchodzi jesień, stają się one bardzo niskie. Na obszarach pustynnych i półpustynnych uprawa roli bez nawadniania jest niemożliwa.

Wypotnoj

Ten reżim gleb solnych jest typowy dla stref stepowych, pustynnych i półpustynnych. Charakteryzuje się wysokim poziomem wód gruntowych. Gleby o dobrej przepuszczalności wody charakteryzują się przepływem wilgoci ku górze. Wraz ze zwiększoną mineralizacją wód gruntowych łatwo rozpuszczalne sole wnikają do gleby, co powoduje jej zasolenie.

Nawadnianie

Ten reżim wodny powstaje w wyniku dodatkowego zwilżenia gleby wodami nawadniającymi. Przy odpowiednim racjonowaniu wody do nawadniania możliwe jest uzyskanie typu bez spłukiwania o najwyższym współczynniku wilgoci, bliskim jedności.

Jak regulować reżim wodny

Właściwa regulacja gospodarki wodnej ma ogromne znaczenie w warunkach intensywnej gospodarki rolnej. Ważne jest, aby stosować specjalne techniki, które mają na celu wyeliminowanie niekorzystnych czynników.

Aby osiągnąć pożądane rezultaty, należy starać się zrównoważyć ilość wilgoci przedostającej się do gleby z jej zużyciem w drodze parowania fizycznego. W konsekwencji współczynnik nawilżania powinien być jak najbliższy 1.

Regulacja reżimu wodnego odbywa się na podstawie uwzględnienia warunków klimatycznych i glebowych. Duże znaczenie ma także wilgotność roślin.

Aby poprawić reżim wodny słabo odwodnionej gleby w obszarach o nadmiernej wilgoci, konieczne jest zaplanowanie powierzchni i wyrównanie różnego rodzaju zagłębień. To właśnie w tych miejscach następuje stagnacja wilgoci.

W glebie z chwilowym nadmiarem wilgoci konieczne jest usunięcie nadmiaru wilgoci. Aby to zrobić, zaleca się wykonanie grzebieni jesienią. Gleby podmokłe wymagają rekultywacji drenażowej.

Właściwości wodne gleby mają ogromne znaczenie dla powodzenia rolnictwa. Dlatego tak ważne jest zapoznanie się z nimi przed posadzeniem poszczególnych roślin.