Є в ґрунті вода? Звичайно, так! Вона надходить з атмосферних опадів, кількість яких залежить від метеорологічних умов і клімату конкретної місцевості. Водний режим ґрунтів є найважливішою характеристикою, що визначає умови продуктивності та росту деревних насаджень.
Стоки
Волога, що надійшла на поверхню ґрунту, утворює поверхневий стік. Він спостерігається під час сніготанення, після рясних дощів і залежить від кількості опадів, водопроникності ґрунтового шару і кута нахилу місцевості. Також виділяють боковий стік, який виникає внаслідок різної щільності горизонтів грунту. Надійшла волога спочатку фільтрується через верхні горизонти, а коли доходить до більш важкого за гранулометричним складом горизонту, формує грунтову верховодку. З неї частину води просочується в найбільш глибокі шари, досягаючи ґрунтового стоку. Якщо має місце ухил місцевості, частина вологи з водоносного горизонту стікає в знижені рельєфні ділянки.
Грунтова волога і її випаровування
Чи є вода в грунті, для якої характерне підвищене випаровування? Все залежить від його швидкості, змінюється відповідно до зміни вологості. У добу величина випаровування здатна досягати десяти-п’ятнадцяти міліметрів. Грунти з близьким заляганням грунтових вод випаровує набагато більше вологи, ніж з глибоким.
Вода рухається в залежності від прояву різних сил і ступеня зволоження. Обов’язковою умовою руху вологи виступає градієнт (різниця сил). На грунтову воду всі сили діють у сукупності, але якась певна переважає. В залежності від цього виділяють основні типи вологи в грунті: вільну воду, пар і лід. Також у ґрунтових шарах присутній гідратне, гігроскопічна, плівкова, капілярна і внутрішньоклітинна вода.
Вільна і пароподібна волога
Гравітаційна (вільна) вода наповнює великі пори, утворює спадний струм під дією сили тяжіння і формує верховодку, частково потрапляючи у ґрунтові води. Гравітаційна волога проходить иллювиальные і елювіальні процеси в грунті і утворює всі інші форми води. Сама вона поповнюється переважно за рахунок атмосферних опадів.
Пароподібна вода є в ґрунті при будь-якому рівні зволоження. Вона може активно пересуватися, що обумовлено явищами дифузії, або пасивно, разом з переміщенням повітря. Така волога значно впливає на кругообіг води в ґрунті. З часом випаровуються пари в атмосферу, і пароподібна волога поповнюється з інших форм.
Лід як форма води
Лід утворюється в ґрунті при зниженні температури. В незасолених ділянках гравітаційна вода замерзає при градусах, близьких до нуля. Якщо промерзає недостатньо зволожений грунт, це спричиняє покращення її структури за рахунок спрессования грудочок і зерен замерзлою водою. Промерзання перезволоженого шару призводить до обесструктуриванию через розрив структурних елементів льодом. При замерзанні помірно зволожених грунтів зберігається деяка водопроникність, в той час як перезволожені залишаються водоупора аж до свого відтавання.
Водні властивості ґрунту. Водопроникність
Головні властивості, що визначають поведінку вологи в ґрунтовому профілі, – це водопроникність, вологоємність і водопідйомна здатність.
Водопроникність полягає в здатності ґрунту пропускати і вбирати воду. Інтенсивність цієї властивості залежить від кількості і розміру пор. Так, супіщані і легкі піщані ґрунти з великою кількістю великих пір володіють високою водопроникністю. Вода на їх поверхні навіть після випадання рясних опадів майже не затримується і швидко спускається у нижні горизонти. У шарах з важким гранулометричним складом рівень водопроникності залежить від їх структурного стану і щільності. Добре оструктуренные, пухкі грунту завжди мають більш високу проникну здатність.
Вологоємність і водопідйомна здатність
Вологоємність — це здатність утримувати воду. Грунт в залежності від водоудерживающих сил може мати повну, гранично-польову, максимальну або капілярну вологоємність. Як правило, цей показник виражається у відсотках від маси сухого шару.
Водопідйомна здатність виражається в пересуванні вологи з нижніх шарів у верхні по капілярних порах. Чим більше діаметр таких пір, тим більше швидкість підняття води, але і нижче висота її підйому. Це властивість у водному режимі грунтів дуже істотно. Завдяки водопідіймальної здатності ґрунтова волога може підніматися до орному горизонту і брати участь у водному живленні рослин. Особливо це важливо в посушливі періоди, коли с/г культури потерпають від нестачі води.
Типи водного режиму ґрунту в холодних зонах
Для виділення типів надають значення таких факторів, як відсутність або наявність вічної мерзлоти в ґрунті, глибина промочування грунту, переважання низхідних або висхідних струмів вологи. Згідно з цим і формуються типи водного режиму.
Мерзлотный тип характеризується наявністю в ґрунті вічної мерзлоти, яка в теплий період відтає на невелику глибину, але при цьому зберігається значна частина мерзлотного шару. Він притаманний тундровым, арктичним, мерзлотних лучно-лісових ґрунтів.
Сезонно-мерзлотный тип спостерігається в Хабаровському краї, Амурської області і інших регіонах, де найбільша кількість опадів випадає влітку, і волога промачивает грунт до ґрунтових вод. При цьому взимку ґрунтовий шар промерзає більш ніж на три метри, а повністю відтає лише в липні-серпні. До цього моменту водний режим грунту володіє всіма рисами мерзлотного типу.
У вологих і сухих районах
Промивної тип відзначається в районах, де опадів випаровується менше, ніж випадає. За рахунок переважання низхідних струмів води грунт промивається до ґрунтових вод, які в даних умовах залягають, як правило, не глибше двох метрів від поверхні. Характерними ґрунтами виступають підзолисті.
Періодично промивної тип поширений на територіях, де опадів випадає приблизно стільки, скільки випаровується. У вологі роки спостерігається промивної режим, а в сухі з високим випаровуванням – непромивний. Цей варіант характерний для сірих лісових ґрунтів.
Непромивний тип відзначається в зонах, де витрата води вище, ніж прихід, ґрунтові води мають глибоке закладення, і влагооборот охоплює лише ґрунтовий профіль. Характерні грунти – чорноземні.
Застійний тип спостерігається на заболочених ділянках, де всі ґрунтові пори заповнені водою внаслідок того, що специфічна рослинність перешкоджає випаровуванню.
Намивний тип має місце під час щорічного розливу річок і тривалого затоплення території. Він характерний для алювіальних (заплавних) ґрунтів.
Методи регулювання у вологих зонах
Регулювання водного режиму ґрунтів є обов’язковим в умовах інтенсивного землеробства. Воно полягає у здійсненні комплексу прийомів щодо усунення несприятливих умов для водопостачання рослин. За рахунок штучного зміни витрати і приходу вологи можна впливати на водний режим грунтів і домагатися отримання стійкого високого врожаю с/г культур.
В конкретних ґрунтово-кліматичних зонах методи регулювання мають свої особливості. Так, на ґрунтах з тимчасовим надлишковим зволоженням доцільно восени робити гребені для видалення зайвої води. Високі гребені збільшують фізичне випаровування, а по борознах здійснюється поверхневий стік вологи за межі поля. Мінеральні болотні ґрунти заболочені і потребують осушувальних меліорацій у вигляді пристроїв закритого дренажу.
У вологих зонах, де випадає багато річних опадів, регулювання водного режиму не обмежується осушувальними заходами. Наприклад, дерново-підзолисті ґрунти влітку відчувають дефіцит вологи і вимагають додаткового зволоження. На нечорноземних територіях для поліпшення вологозабезпеченості рослин використовують метод двостороннього регулювання, коли надлишок води відводять з полів спеціальні джерела з дренажним трубах і в разі необхідності з тих же трубах подають назад.
Регулювання грунтової вологи в сухих районах
У посушливих районах регуляція спрямована на накопичення в грунті вологи і її раціональне використання. Поширеним методом водонакопления є затримка талих вод і снігу допомогою використання кулісних рослин, стерні, валів зі снігу. Щоб зменшити поверхневий стік, застосовують обвалування, зяблеву спалах, щілювання, переривчасте борознування, пористу обробку грунту, смугове розміщення культур і інші прийоми.
У пустельній і пустельно-степовій зонах головним методом поліпшення водного режиму служить зрошення. При такому способі необхідно боротися з непродуктивними водними втратами, щоб запобігти вторинне засолення. Слід пам’ятати, що в різних зонах в комплексі дій, спрямованих на вдосконалення водоообеспеченности рослин, що важливо передбачати поліпшення структурного стану та водних властивостей ґрунтів.
