Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Видео:Как посчитать баланс водопотребления и водоотведенияСкачать

Как посчитать баланс водопотребления и водоотведения

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Популярные статьи

Видео:Определение водного балансаСкачать

Определение водного баланса

Водный режим почв

Водный режим — совокупность почвенных процессов поступления, перемещения, сохранения и расходы воды. Каждый из этих процессов в отдельности является элементом водного режима.

Водный режим почв складывается под влиянием ряда факторов: климата, рельефа, водно-физических свойств почвогрунтов, условий водного питания, а также хозяйственной деятельности человека. Специфика водных режимов конкретных зональных типов почв определяется прежде всего количеством атмосферных осадков и температурными режимами.

Вода относится к земным факторам жизни растений, в почве находится в жидкой фазе в виде почвенного раствора. В почве она находится в межфазном равновесии с почвой, обмениваясь с ней минеральными веществами. Часть почвенной влаги теряется, просачиваясь в более глубокие слои, либо за счет испарения или стока с поверхности. Оставшаяся влага удерживается почвой и представляет собой почвенный раствор. Характеризуется рядом важных агрохимических показателей.

Видео:Водный баланс растений.Часть 2.2.Скачать

Водный баланс растений.Часть 2.2.

Видео:Патофизиология нарушений водно-электролитного обменаСкачать

Патофизиология нарушений водно-электролитного обмена

Значение воды в жизни растений

Почвовед Г.Н. Высоцкий подчеркивал исключительную важность воды в почве, сравнивая ее с кровью в живых организмах.

Роль влаги в жизни растений:

  • участвует в инициировании ростовых процессов семян;
  • является средой для протекания биохимических процессов в растениях;
  • переносит минеральные и органические вещества по различным частям растений;
  • участвует в терморегуляции и тепловом балансе почвы;
  • поддерживает жизнедеятельность почвенной биоты;
  • влияет на агрофизические показатели почвы: плотность, липкость, сопротивление при обработке, спелость — образование агрегатов и способность к крошению;
  • определяет агрохимические показатели плодородия почвы: кислотность почвенного раствора, доступность питательных веществ.

Потребность семян для набухания и перевода запаса питательных веществ в усвояемую форму составляет для разных растений (в % от массы семян): ячмень, пшеница — 50, овес, рожь — 55-65, кукуруза — около 40, лен, горох — 100, клевер, сахарная свекла — 120-150. Как правило, этот показатель для большинства растений составляет от 40 до 100% от массы семян.

Вода составляет значительную часть массы растений: в семенах ее количество составляет 7-15%, в стеблях, включающих много одревесневших мертвых клеток, — до 50, в корнеплодах, клубнях и листьях — до 75-93%.

На образование 1 г сухого органического вещества растения потребляет от 200 до 1000 г воды.

Видео:Определение суточного диурезаСкачать

Определение суточного диуреза

Таблица. Коэффициенты водопотребления сельскохозяйственных культур для Нечерноземной зоны, м 3 /т сухой биомассы[efn_note]Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.[/efn_note]

КультураГоды
ВлажныеСредниеЗасушливые
Озимая пшеница375-450450-500500-525
Озимая рожь400-425425-450450-550
Яровая пшеница350-400400-465485-500
Ячмень375-425435-500470-530
Овес435-480500-550530-590
Кукуруза174-250250-350350-460
Картофель165-300450-500550-660
Свекла240-300310-350350-400
Лен240-250300-310370-380
Многолетние травы500-550600-650700-750

Нормальная деятельность почвенных микроорганизмов возможна при достаточной влагообеспеченности. Например, азотфиксирующим бактериям (Azotobacter, клубеньковые бактерии) для размножения требуется 25%-ная влажность почвы. Недостаток воды снижает усвоение питательных веществ бактериями, а чрезмерный избыток приводит к кислородному голоданию. Оптимальная влажность почвы для бактерий и растений совпадает — 60% полной влагоемкости почвы.

Избыток влаги в почве, складывающийся при превышении наименьшей полевой влагоемкости (НВ), угнетающе действует на рост и развитие растений. Хотя некоторые из них по-разному реагируют на переувлажнение.

В исследованиях и практике по земледелию и растениеводству для учета расхода воды на создание урожая используют коэффициент водопотребления. Коэффициент водопотребления — расход воды в м 3 на одну тонну урожая, включающий производительные, то есть потребление воды культурными растениями, и непроизводительные расходы на испарение с поверхности почвы.

Транспирация

Транспирация — испарение воды листьями.

Транспирационный коэффициент — количество воды, необходимое растению для образования единицы сухого вещества.

Растения используют почвенный раствор минеральных веществ в очень небольших концентрациях. Большая часть, поступающей в растения влаги, используется не полностью. Так, из 1 000 частей прошедшей через растение воды, только 1,5-2 части используются на питание, остальная вода испаряется через листья.

Транспирационный коэффициент зависит от освещенности, температуры, влажности почвы и воздуха, обеспеченности питательными веществами.

В опытах Гельригеля, при прямом солнечном свете транспирационный коэффициент составлял 349, при сильном рассеянном свете — 483, среднем — 519 и слабом — 676.

Коэффициент транспирации сильно зависит от влажности воздуха. В засушливые периоды у таких культур, как просо, пшеница, овес, кукуруза, он увеличивается в 2 и более раз по сравнению с влажными. В южных и восточных районах России испарение воды растениями значительно выше, чем в северных и западных.

Удобрения могут заметно снижать транспирационный коэффициент. Например, овес при недостатке питательных элементов имеет коэффициент транспирации 483, при достаточном их обеспечении — 372. Поэтому применение удобрений для засушливых районов земледелия имеет важное значение, так как растения более экономно расходуют ограниченные запас влаги.

Коэффициент водопотребления — сумма транспирационной воды и воды, испаряющейся с поверхности почвы. Выражается в м 3 на 1 т урожая. Варьирует в зависимости от увлажненности для озимых зерновых от 375 до 550, для свеклы — от 240 до 400, для картофеля — от 170 до 660, для многолетних трав — от 500 до 750 м 3 /т.

Потребность растений во влаге характеризуется транспирационным коэффициентом, который приближенно отражает способность растения расходовать определенное количество воды для создание в виде урожая единицы сухого вещества.

Транспирационный коэффициент изменяется от погодных условий, плодородия почвы, удобрения. При низкой влажности воздуха, сильном нагреве листьев и ветре он возрастает. Последний фактор особенно увеличивает испарение воды. К.А. Тимирязев писал, что даже при слабом ветре транспирация увеличивается в 2 раза, а при сильном ветре испарение в 20 раз больше, чем в сухую погоду.

Меньшее влияние на транспирационный коэффициент оказывают почвенные условия: обеспеченность питательными веществами, степень увлажнения, величина осмотического давления почвенного раствора.

Потребность в воде одного и того же растения зависит от фаз роста.

Видео:Водный баланс растений.Часть 2.1Скачать

Водный баланс растений.Часть 2.1

Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Водный режим почвы и водный баланс — совокупность всех процессов поступления воды в почву, ее состояние в почве и расходование из почвы называется водным режимом. Количественное выражение всех видов поступления влаги в почву и расхода ее за определенный промежуток времени называется водным балансом.

Водный режим почв – это совокупность всех явлений поступления влаги в почву, её передвижения, изменений физического состояния и расхода из почвы.

Основы учения о типах водного режима почвы были заложены Г. Н. Высоцким (1934) и А. А. Роде (1956). Ими было выделено 6 типов водного режима почвы и несколько подтипов. В дальнейшем разработке данной проблемы были посвящены работы И. А. Качинского (1970), И. Г. Минашиной (1974), М. А. Козина (1977), А. Г. Бондарева (1996), О. И. Худякова (1988) и др.

К числу элементов водного режима относятся впитывание, фильтрация, капиллярный подъём, сток поверхностный, нисходящий и боковой, физическое испарение, замерзание, размерзание, конденсация воды.

В зависимости от количественных соотношений этих явлений определяют типы водных режимов (по Роде):

  1. Мерзлотный – характерен для районов вечной мерзлоты. Всегда есть водоупор. В тёплое время года почва насыщена влагой за счёт образования верховодки. КУ > 1. Характерен для арктических и тундровых почв.
  2. Промывной – характерен для районов с КУ > 1, т.е. сумма осадков больше испаряемости. Атмосферная влага пронизывает всю толщу почвы и проникает до грунтовых вод. Идёт вымывание щелочных и щелочноземельных элементов (подзолистые, бурые лесные, краснозёмы, желтозёмы). Подтип болотных почв развивается при КУ > 1, близком залегании грунтовых вод и наличии водоупора (подзолистые болотные и болотные почвы)
  3. Периодически промывной – КУ = 1. Характерно чередование непромывного и промывного водных режимов в сухие и влажные годы (серые лесные, оподзоленные и выщелоченные чернозёмы)
  4. Непромывной тип – КУ 3 /га).

К основным источникам водного баланса относят осадки и грунтовые воды. Кроме того, дополнительными источниками увлажнения почвы служат поверхностный приток и влага, конденсирующаяся из паров воды. Расходные статьи водного баланса состоят из физического испарения воды поверхностью почвы, влаги, затраченной на транспирацию растениями, воды, теряющейся в результате поверхностного и внутрипочвенного бокового стоков, а также инфильтрирующейся в почвенно-грунтовую толщу.

Регулирование водного режима почв

Основными методами регулирования водного режима являются осушение, орошение, чистые пары и те приемы, которые направлены на уменьшение непродуктивного испарения почвы, а также снегозадержание.

В засушливых районах наиболее эффективным способом улучшения водного режима почвы является орошение.

Число поливов, оросительные и поливные нормы должны регулироваться в соответствии со сложившимися и ожидаемыми условиями погоды, чтобы наиболее эффективно расходовать поливную воду, ресурсы которой весьма ограничены.

В зоне недостаточного увлажнения влагонакоплению способствует чистый пар. В сухостепных районах на чистых парах ко времени сева озимых продуктивной влаги накапливается на 50-60 мм больше, чем на непаровых полях. Нередко эта разность достигает 70-100 мм. Существенное значение в регулировании почвенной влаги имеет ранняя вспашка зяби.

Все мероприятия, направленные на уменьшение непродуктивного испарения и снегозадержание в степной засушливой зоне, способствуют оптимизации водного режима почвы.

Видео:Подсчёт водного балансаСкачать

Подсчёт водного баланса

Избранная библиография

Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Монографии и брошюры

Козин М.А. — Водный режим почвы и урожай (1977) Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Киселева И.К. — Регулирование водно-солевого режима почв Узбекистана (1973) Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Видео:Водный баланс растений.Часть 2.3Скачать

Водный баланс растений.Часть 2.3

Водный баланс почв

Важной характеристикой водного режима почв является водный баланс, отражающий изменение запасов влаги в почвенном профиле за определенный промежуток времени на основе изучения всех видов поступления и расходования жидкой влаги для заданного слоя почвы.

Водный баланс измеряется в мм, м 3 /с или л/(с · м 2 ).

Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Гидрологические процессы в почве и на ее границах (по Е.В. Шейну, 2005)

Для характеристики соотношения расхода и прихода влаги используется общее уравнение водного баланса:

где WT — запас влаги в почвенной толще на конец изучаемого периода; W0 — начальный запас влаги на период расчета водного баланса; Пв — поступление влаги в почвенную толщу; Рв — расход почвенной влаги.

Поступление влаги в почвенную толщу (Пв) вычисляется по уравнению:

где Оос — сумма осадков на расчетный период; К — конденсация влаги; Вп — поверхностный приток; Ввп — внутрипочвенный приток; Вгп — поступление влаги в почву из грунтовых вод (капиллярный подъем влаги).

Расход почвенной влаги (Рв) вычисляется по уравнению:

где Ис — физическое испарение; Д — десукция растениями; Сп — поверхностный сток; Свп — внутрипочвенный сток; Сгр — грунтовый сток.

Водный баланс обычно составляется для декады, месяца, вегетационного периода, года. Изучение элементов водного баланса дает представление о закономерностях формирования водного режима почв.

Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

Водный баланс почв при разных типах водного режима

Обменные процессы в почвах, связанные с их водным режимом, протекают в едином гидрологическом поле в пределах речных бассейнов. Водосбор любого водотока или водоема — это целостно функционирующая географическая система, управляющая стоком поверхностных, внутрипочвенных и грунтовых вод, а, следовательно, водным балансом почв. Внутрипочвенное перераспределение влаги имеет большое значение в формировании водного режима почв и их лесорастительных свойств.

На рисунках показана связь между характером сетки линий стекания внутрипочвенных вод и почвенным покровом.

Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

На формах рельефа с расходящимися в плане линиями стекания внутрипочвенных вод распространены зональные почвы нормального увлажнения, в местах схождения линий стекания развиваются гидроморфные почвы с разной степенью увлажненности.

Баланс воды в активном слое почвы определение составляющих уравнения водного баланса

По различиям в характере водообмена и его интенсивности в границах водосбора выделяются три закономерно расположенные относительно водотоков зоны водообмена: прирусловая (периодически заливаемая дождевыми водами или водами от снеготаяния), интенсивного водообмена (область максимального дренирования с оптимальными условиями для роста древостоя) и приводораздельная (часто зона близкого от земной поверхности стояния грунтовых вод) — зона слабого водообмена. В разных природных зонах на водосборах наблюдаются пространственно однотипные закономерные изменения в общем характере водного режима почв.

📹 Видео

Водный балансСкачать

Водный баланс

Водные свойства почвСкачать

Водные свойства почв

Определение показателей кислотности почв.Скачать

Определение показателей кислотности почв.

режим водного баланса #здоровье #здоровыйобразжизни #советы #факты #youtubeshorts #полезноСкачать

режим водного баланса #здоровье #здоровыйобразжизни #советы #факты #youtubeshorts #полезно

1.3. Расчет водного баланса для типов объекта "Река"Скачать

1.3. Расчет водного баланса для типов объекта "Река"

100 способ узнать, сколько нужно пить воды лично вам.Скачать

100 способ узнать, сколько нужно пить воды лично вам.

2.15. Отличия шаблонов водного балансаСкачать

2.15. Отличия шаблонов водного баланса

Восстановление водно-солевого баланса в организме. Доктор Рушель Блаво | Doctor WaterСкачать

Восстановление водно-солевого баланса в организме. Доктор Рушель Блаво | Doctor Water

1.4. Расчет водного баланса с типом объекта "Водохранилище"Скачать

1.4. Расчет водного баланса с типом объекта "Водохранилище"

Просчёт водного балансаСкачать

Просчёт водного баланса

12 Важность водного балансаСкачать

12   Важность водного баланса

Соблюдение водного баланса с бальзамамиСкачать

Соблюдение водного  баланса с бальзамами
Поделиться или сохранить к себе: