Какой полив долговременно увеличивает влагозапасы в почве
Перейти к содержимому

Какой полив долговременно увеличивает влагозапасы в почве

  • автор:

Хранитель воды — гидрогель

Полив — это питание для растений. Но, по различным причинам, не у всех есть возможность осуществлять постоянный полив.

Большинство выезжают на природу только по выходным, а если погода стоит жаркая, и нет дождей, растения начинают страдать из-за нехватки влаги, сохнуть. Влаголюбивые садовые культуры вообще могут погибнуть.

Но что особенно важно, проблемы с поливом возникают и у тех, кто выращивает цветы в контейнерах. Решить данную проблему с водой, поможет гидрогель для растений, который легко можно пробрести в садовых магазинах.

Тогда ваши петунии, герани, дихондры, лобелии и многие другие цветы, не завянут от того, что их забыли полить. Добавив в почву кристаллы гидрогеля о поливе можно забыть на неделю, а то и на две.

Кристаллики гидрогеля по виду похожи на кристаллы соли. Попадая в воду, они увеличиваются до 400 раз. Таким образом он превращается в своеобразный резервуар с водой. При недостатке влаги в почве, гидрогель будет отдавать свои запасы корням растений, а при избытке — впитывать ее. Таким образом, он спасает растения не только от пересушивания, но и от переувлажнения. Особенность гранул гидрогеля в том, что они впитывают воду и становятся хранителями влаги, значительно увеличиваясь в размерах.

Кристаллы гидрогеля работают в почве 3-4 года. Внеся их в почву на грядке, в теплице, в горшке или балконном ящике, Вы на несколько лет обеспечите свои растения влагой.

На этом польза гидрогеля не заканчивается. Гранулы акриламида повышают качество почвы, разбавляя глинистую землю и делая комковатой сильно сыпучую.

Гидрогель для растений вносят в сухом виде примерно 50г гранул на 1кв.м. для обычной садовой земли. Для глинистых почв меньше, около 35г. гидрогеля, для песчаных больше- 75-100г. гранул.

Вносят акриламид перед поливом, но он должен быть обильнее, чем обычно. При этом почва должна стать более объёмной и воздушной.

Для культур, с поверхностной корневой системой, гидрогель для растений добавляют не глубже 7-10см. Для растений с мощными корнями, уходящими вглубь, целесообразней вносить гранулы при посадке, прямо в лунку.

Непосредственно перед внесением гидрогеля во время перекопки, гранулы (50г) можно замочить в ведре с водой, в течение часа они набухнут и станут готовыми к использованию.

Также, такой способ подходит для добавления гидрогеля для растений в ящики, горшки и т.д. Никогда не вносите сухие кристаллы гидрогеля в почву контейнеров, потому что при набухании после полива, гидрогель сильно увеличится в размерах и выдавит растение из горшка, или разорвет корешки. Обязательно предварительно замочите кристаллы в воде и вносите их в почву контейнера в виде уже готового геля.

Гидрогель не подходит эпифитам и некоторым растениям с плотными кожистыми листьями, поскольку при использовании гидрогеля такие растения могут не требовать полива месяцами.

Зато растения с мягкими листьями, травянистые растения очень хорошо отзываются на внесение гидрогеля в почву. Они перестают вянуть и реже теряют листья, лучше растут.

Существует несколько разновидностей гидрогеля. Основные их различия — это состав, плотность и внешний вид. То, что выпускается в виде цветных гранул, имеющих различную форму, называется аква- гидрогрунтом. Этот материал применим только для различных флористических композиций или в качестве кратковременного грунта для комнатных растений. Дело в том, что аквагрунт плотнее гидрогеля и корням гораздо сложнее впитывать из него влагу.

Плотность аквагрунта обеспечивает ему эстетичный внешний вид до двух лет. Это позволяет применять материал в прозрачных сосудах. Однако, использовать аквагрунт в качестве постоянной почвы невозможно. Если растение находится в этом материале в прозрачном сосуде, то его корни не защищены от воздействия солнечного света. Ещё одна сфера применения аквагрунта — для хранения букетов из срезанных цветов.

Применение такого материала, как гидрогель, позволяет экономить время и ресурсы. Цены на качественный материал, конечно же, высоки, но использование его на проблемных почвах обязательно обеспечит влаголюбивые растения водой и защитит их от пересыхания.

Важно! Преимущества использования гидрогеля:

  • Длительно повышает запас воды в почвах и субстратах.
  • Сокращает частоту полива минимум на 50%
  • Обеспечивает равномерный подвод воды к растению
  • Уменьшает вынос питательных веществ в грунтовые воды
  • Снижает затраты на полив и удобрение почвы

Типы почв и варианты полива

Типы почв и варианты полива

При выборе режима любого вида полива необходимо учитывать, какой тип почвы преобладает на орошаемом участке. Одни типы требуют обильного, но редкого полива, другие – умеренного, но частого. Тип почвы зависит от процентного содержания в ней двух основных компонентов – глины и песка. Глинистые и суглинистые типы долго насыщаются влагой и задерживают ее, не пропуская вглубь слоя. Песчаные и супесчаные, напротив, быстро насыщаясь водой, пропускают ее в глубокие слои, много ниже корневой системы растений. По этой причине физический состав почвы оказывают большое влияние на выбор режима полива, наряду с такими факторами как тип растения, стадия его роста, климат и погода. Разобраться подробнее поможет характеристика свойств того или иного типа почв.

Основные типы почв

Итак, различают основные типы – глинистая и песчаная почва, а также переходные типы – суглинистая и супесчаная почвы. Самая тяжелая, сложная в обработке, плохо структурированная почва – глинистая. Определить это несложно, достаточно понаблюдать за поверхностью во время и после сильных осадков и в засушливый период. Если после дождя долго сохраняются лужи, а в засушливое время верхний слой превращается в жесткую корку и начинает покрываться глубокими трещинами, значит, земля состоит из глины. В руках влажная почва ощущается как вязкое и плотное вещество, а сухая рассыпается в пыль. Полное отсутствие структуры значительно затрудняет обработку глинистой почвы, а растения регулярно испытывают либо избыток, либо недостаток влаги. Песчаная почва, напротив, состоит из относительно крупных частиц, то есть она хорошо структурирована, что облегчает обработку. Но она не удерживает влагу, а вносимые удобрения быстро вымываются, растения не успевают их впитать корневой системой. К подобному типу относится известковая почва, отличающаяся от песчаной высокой щелочностью за счет большого количества солей кальция. Песчаные грунты легче только в обработке, но растения на ней выращивать неудобно. Лучше всего подходят для роста растений переходные типы – суглинки (где около 70% глины и 30% песка) и супесчаные земли (не менее 70% песка, остальное – глина). Это наиболее удобные для выращивания сельскохозяйственных культур почвы. Самая качественная почва содержит крупные частицы песка и достаточное количество органического вещества в виде ила. Сады и виноградники, сельскохозяйственные поля и огороды закладывают именно на таких типах земель.

Режимы полива на разных типах почв

У каждого типа есть свои плюсы и минусы в отношении орошения. В орошении важно помнить, что вода впитывается и медленно движется по глинистым почвам, но после увлажнения они сохраняют значительное количество влаги. В процессе дождевания вода, быстро наносимая на глинистый грунт, будет попросту стекать или накапливаться в виде луж при идеально ровном рельефе, а не проникать к корневой системе. Поэтому при поливе таких участков воду следует подавать медленно в течение длительного периода. Если орошение организуют на песчаных грунтах, то необходимо осуществлять умеренно интенсивный полив в коротких промежутках, поскольку вода быстро впитывается и попадает в глубокие слои. Длительный полив на песчаниках вреден еще и тем, что большое количество влаги способствует выщелачиванию грунта, что снижает плодородие земли. Не помогает регулярное внесение удобрений, как минеральных, так и органических, добавляемых вместе с поливом или отдельно от него. Быстрое внесение воды на песчаных почвах будет способствовать увеличению площади смачивания, предоставляя больший объем земли для использования корнями.

Пористость и структура грунта

Пористость почвы – важный показатель, поскольку хорошо структурированный, рыхлый грунт пропускает влагу к корням, происходит процесс аэрации. Влага не застаивается, корка не образуется, семена быстро всходят, а растения имеют достаточное количество как влаги (при регулярном поливе), так и воздуха. С этой точки зрения, наилучший тип почвы – лёгкие суглинки и супесчаные типы. В таком грунте хорошо приживаются молодые растения, быстро развиваются и дают отличный урожай. В бесструктурной, плотной среде для растений с неправильно организованным поливом наблюдаются две крайности — либо избыточное, либо недостаточное увлажнение. Избыток влаги не менее губителен, чем ее недостаток, поскольку делает грунт еще плотнее, что не допускает проникновения кислорода. Усиливаются анаэробные процессы, что влечет потерю азота и появление таких веществ, как закиси марганца, железа и других содержащихся в грунте металлов. Поэтому при проектировании систем автополива необходимо учитывать тип почвы, что является одной из важнейших характеристик местности, наряду с климатом и рельефом. Если нет возможности улучшить грунт, добавив в глину песок или обогатив песчаник глинистыми веществами, необходимо ответственно выбрать режим полива. Принятие в расчет типа грунта и способа его орошения сделает использование воды более эффективным и экологичным, поскольку это исключит эрозию почв, улучшит рост, развитие и здоровье произрастающих растений.

Полив огорода — правильный подход

Полив огорода — правильный подход

Для того чтобы добиться богатого урожая, вода необходима как воздух. Этот постулат ясен каждому огороднику. Многие из нас знают, что идеальное время для полива — раннее утро или поздний вечер, причем вода должна быть теплой. Но в суете повседневной жизни не всегда получается соблюдать эти рекомендации. Поливаем когда удается, той водой, которая под рукой. Редко кто задается вопросом, насколько такой полив эффективен для наших растений.

В данной статье мы разберемся с правильным способом увлажнения огородных культур, узнаем как определять влажность почвы, а также ознакомимся с рекомендациями по поливу разных типов растений и основными методами орошения.

Разнообразие садово-огородных культур требует индивидуального подхода в вопросе полива, в зависимости от климатических предпочтений региона их происхождения и биологических характеристик. Так, плодовым деревьям вполне достаточно 4-6 поливов за сезон, в то время как капуста без достаточного увлажнения в сухой почве просто не выживет. Полив не просто процесс увлажнения земли через шланг или лейку. Для того чтобы вода приносила пользу растениям, важно знать и следовать основным принципам орошения, чтобы не навредить своему огороду.

Огород

Ключевые принципы полива огорода

Водой для орошения может служить любой источник – будь то река, озеро, пруд, скважина, колодец или даже водопровод. Однако важно соблюдать два условия: температура воды должна быть комфортной (не ниже 18–20 градусов) и отсутствие хлорных примесей. Достижение этих параметров возможно через отстаивание воды в подходящих емкостях, предпочтительно черного цвета, что способствует быстрому прогреванию и насыщению кислородом.

Множество культур негативно реагируют на полив по листьям, что может вызвать солнечные ожоги или способствовать распространению опасных грибковых инфекций, таких как фитофтороз и мучнистая роса.

В случае сильной пересушенности почвы, рекомендуется сначала слегка сбрызнуть ее водой. После того как первый слой влаги впитается, следует провести обильный полив, уделяя внимание тому, чтобы вода проникла к корням растений. В то же время, на поверхности земли не должны образовываться лужи.

Полив огорода

Во время жарких дней важно организовывать полив либо ранним утром, либо вечером, чтобы вода имела возможность впитаться в почву до того, как ее испарит летнее солнце и ветер. Помимо этого, водяные капли на листьях в солнечный полдень могут действовать как линзы, вызывая ожоги растений. И, конечно, трудиться на огороде в полуденный зной не слишком комфортно для человека.

С наступлением холодных дней предпочтительно переходить к поливу в дневные часы, поскольку вода, налитая вечером, может не успеть полностью впитаться, создавая увлажнение воздуха, что в свою очередь способствует активации различных опасных болезней растений.

Рекомендуется проводить полив реже, но делать его более обильным. При неинтенсивном поливе увлажнение затрагивает только верхний слой почвы, в то время как корни растений остаются без нужного увлажнения. Такой поверхностный полив будет выгоден лишь сорнякам, ведь культурные растения при недостатке влаги испытывают затруднения в усвоении питательных веществ и замедляют свой рост. Следовательно, короткий дождик не должен стать причиной для отложения полива.

Важно поддерживать золотую середину. Замечено, что часто растения страдают не от недостатка влаги, а от её избытка. Переувлажнение почвы может быть таким же вредным, как и засуха. Чрезмерный полив приводит к размыванию почвы, что, в свою очередь, увеличивает её кислотность. В условиях переувлажнённой земли корни начинают гнить, ухудшается доступ кислорода и питательных веществ к растениям, создаются благоприятные условия для развития опасных болезней.

Стандарты полива варьируются в зависимости от стадии роста огородных культур. Так, для семян и рассады важно обеспечивать поверхностное увлажнение, в то время как взрослые растения нуждаются в глубинной влаге, причём, чем больше корневая система, тем больше воды потребляет культура.

Чтобы удерживать влагу в почве на протяжении длительного времени, рекомендуется мульчировать грядки доступными материалами (перегной, компост, сено, солома и прочее). Это поможет не только сохранить влагу в жаркий период, но и способствовать восстановлению плодородия и улучшению структуры почвы.

Важно принимать во внимание тип почвы на вашем участке при организации полива. Тяжёлые глинистые и суглинистые почвы характеризуются медленным насыщением влагой, но способны удерживать её на протяжении длительного времени. Таким образом, рекомендуется поливать такие земли нечасто, но обильно. С другой стороны, песчаные почвы быстро впитывают влагу, но и быстро её теряют, поэтому требуют более частых, но менее обильных орошений.

Оценка влажности почвы

Как недостаток, так и избыток влаги могут отрицательно сказаться на росте и развитии огородных культур, замедляя формирование цветков и завязей, а также уменьшая общий урожай и его качество. Чтобы определить, нужен ли полив огорода, важно научиться оценивать влажность почвы. Существует множество научных методов для её определения, но они часто сложны для применения обычным садоводам. Рассмотрим простой и доступный метод оценки влажности почвы для любого огородника-любителя.

Чтобы оценить влажность почвы, вонзите лопату в землю на всю глубину лезвия и извлеките образцы почвы с глубины 20 см (можно взять с кончика лопаты или из дна образовавшейся ямы). Если почва имеет порошкообразную структуру, легко рассыпается в руках и не образует комок, это указывает на сухость почвы, и полив её необходимо провести незамедлительно и обильно.

Оценка влажности почвы

Если же почва легко формируется в комок, который при падении с высоты груди на лопату распадается, то влажность почвы можно оценить как умеренную, и поливать огород следует по необходимости.

Если земля формируется в комок, который при падении остаётся целым, и при этом не прилипает к пальцам, то уровень влажности почвы считается хорошим, и поливать рекомендуется лишь в сухую погоду.

В случае, когда земля, под давлением скатывающаяся в комок, прилипает к пальцам, влажность почвы оценивается как отличная, и орошение участка в течение недели не требуется.

Почву считают слишком влажной, если при сжатии комка из неё вытекает вода. Такую почву не рекомендуется поливать в течение двух недель и дольше.

Для обеспечения благоприятных условий для растений важно не только уметь определять влажность почвы, но и знать биологические характеристики каждой культуры, от которых зависят рекомендации по поливу в различные периоды роста и развития.

Рекомендации по поливу основных огородных культур

Среди разнообразных культур, культивируемых на дачных участках, капуста выделяется своей любовью к влаге, и это относится ко всем её видам. В отличие от других овощей, капуста предпочитает воду прохладной. Частота полива капусты зависит от сорта: ранние требуют увлажнения каждые 3-4 дня, а поздние — раз в неделю. При поливе грядок с капустой важно убедиться, что влага проникает в почву на глубину до 40 см, учитывая глубокую корневую систему культуры. Идеальный способ полива капусты включает в себя поверхностное орошение в бороздах в сочетании с дождеванием, что поможет увлажнить не только почву, но и воздух, что особенно важно в жаркую сухую погоду. Капуста хорошо переносит полив прямо по листьям. Недостаток влаги может привести к задержке роста и трещинам в кочанах в период их формирования.

Полив капусты

Огурцы также относятся к влаголюбивым культурам, особенно в период формирования завязей и плодов. На ранних стадиях развития огурцы могут выдержать небольшую засуху, но в период плодоношения недостаток воды может привести к опаданию цветков или к формированию деформированных и горьких плодов. Полив огурцов рекомендуется проводить теплой водой (не ниже 22 градусов) вечером или ранним утром, так чтобы листья успели высохнуть к ночи. Норма полива составляет 20-30 литров воды на 1 кв. м огорода, а частота зависит от погодных условий и состояния почвы — здесь важно не допускать полного высыхания почвы, но и не создавать на грядках затопление. В жаркую засушливую погоду рекомендуется проведение освежающего полива днем, из расчета 5-10 литров на 1 кв. м грядки. Важно отметить, что полив огурцов методом дождевания не рекомендуется, так как это может вызвать ожоги на листьях и способствовать развитию грибковых заболеваний.

Говоря о помидорах, считается, что они предпочитают сухую голову, но мокрые ноги. Полив этой культуры проводят исключительно под корень, так как дождевание грядок, особенно в вечернее время, часто способствует развитию фитофтороза. Потребность помидоров в влаге варьируется в разные периоды развития.

Перец имеет поверхностную и относительно разветвленную корневую систему, что создает высокие требования к влажности верхнего слоя почвы. Недостаточные поливы приводят к задержке в росте растений, возможной потере цветов и завязей, а также формированию недоразвитых непривлекательных плодов. Отсутствие воды может вызвать развитие у растений перца болезни, известной как вершинная гниль.

Полив перца

После пересадки рассады частота полива перца увеличивается, хоть и с меньшим количеством воды, в то время как в фазе плодоношения полив становится реже, но более обильным. Стандартный объем полива для данной культуры варьируется от 15 до 30 литров на 1 кв. м, в зависимости от климатических условий. Перец предпочитает тепло, поэтому в холодное время полив огорода лучше избегать, так как влажная земля может снижать температуру воздуха вокруг, что негативно сказывается на растениях.

Огурцы, помидоры, перец и баклажаны ценят влагу, но используют её с умом, способны подождать ваших поливов до следующего визита на участок в выходные, если, конечно, не стоит невыносимая жара. Морковь, свекла, кабачки, фасоль и картофель требуют полива ещё реже. Эти овощи не переносят избыточного увлажнения.

Полив огурцов

Среди наиболее устойчивых к засухе культур выделяются арбуз, тыква и дыня, их поливают нечасто, но обильно. Так что если в течение трёх-четырёх недель прошёл хороший дождь, то полив огорода с этими бахчевыми культурами можно вообще не проводить.

Главные методы полива

Как было установлено ранее, полив растений требует осознанного подхода, с учетом биологических характеристик каждой конкретной культуры. Исходя из этого, важно выбирать такой способ орошения, который будет наилучшим. На данный момент выделяют три ключевых способа полива огорода, применяемых на дачных участках. Это поверхностный полив, дождевание и системы капельного орошения.

Поверхностный полив является самым простым и обычным методом увлажнения почвы. Шланг располагается на грядках, требующих орошения, и подключается к водоему. В этом случае вода направляется прямо в лунки или борозды, достигая корневой системы непосредственно. Важно отметить, что недопустимо подключать шланг прямо к водопроводному крану — вода будет холодной и хлорированной, что вредно для растений. В данной ситуации необходимо дать воде постоять в ёмкостях и затем подавать её на огород с помощью насоса.

Этот метод идеально подходит для полива фруктовых деревьев и кустарников, его также можно применять для орошения грядок с культурами, которые не подходят для дождевания (помидоры, картофель, огурцы и т. д.) Поверхностный полив отлично подойдёт для тех, у кого под огород выделены небольшие площади, хотя этот метод достаточно трудоемок. Ещё одним его недостатком является повышенное потребление воды и риск смыва верхнего слоя почвы с последующим её закислением.

Современным и эффективным способом увлажнения как почвы, так и воздуха является дождевание, имитирующее природные осадки. Основа этого метода — специализированные устройства, соединенные с водоснабжением через систему шлангов, которые распыляют воду над землей.

Полив дождевание

Заслугой дождевания перед поверхностным поливом является возможность его практической полной автоматизации, что существенно снижает трудозатраты. Полив дождеванием оказывает благотворное воздействие на структуру почвы, увлажняет атмосферу, уменьшает температуру вокруг растений и помогает избавиться от пыли и небольших вредителей. Этот метод особенно ценен при высадке рассады, улучшая её приживаемость, и идеально подходит для полива газонов и цветников.

Дождевание также может быть использовано для защиты растений от заморозков. Однако не все овощи одинаково хорошо воспринимают этот способ полива — например, картофель, помидоры и огурцы предпочитают не подвергать листья влажности. Для таких культур более подходящими являются либо поверхностный полив, либо системы капельного орошения.

С учетом текущего дефицита пресной воды на глобальном уровне, капельный полив представляет собой один из наиболее передовых методов орошения. В отличие от поверхностного полива или дождевания, где большая часть влаги теряется из-за ветра и высоких температур воздуха или просто абсорбируется землей, капельный полив обеспечивает оптимальное использование воды, медленно подавая её прямо к каждому растению. К примеру, вода из шланга тратится за 5 секунд на литр, тогда как капельный полив тратит тот же литр за 15 минут. Это сравнение говорит само за себя. Системы капельного полива доставляют каждому растению точно столько воды, сколько ему нужно, минуя сорняки. К тому же, капельное орошение не приводит к размыву верхнего слоя почвы и не разрушает её структуру.

Основной принцип капельной системы таков: пластиковая труба располагается вдоль рядов, и через встроенные в неё капельницы вода поступает к каждому растению индивидуально, каплями при низком давлении и микроструйкой при высоком. На рынке представлено множество различных капельных систем от разных производителей, отличающихся по качеству материалов, допустимому давлению и, соответственно, по цене.

Капельная система полива

Полив: благо или вред

Бесспорно, влага является неотъемлемым элементом для жизнедеятельности растений. При отсутствии влаги заметно тормозится рост растений и процесс формирования завязей и плодов, что негативно отражается на качестве и объеме урожая. Тем не менее, с позиции здравого смысла и заботы о наших зеленых подопечных, полив может быть вредным.

Случайное орошение, особенно холодной хлорированной водой, представляет собой резкое изменение условий для почвы, влекущее за собой изменение температурного и влажностного режима, а также химического состава почвы. Для огородных культур такой полив является серьезным стрессовым фактором, ухудшающим их состояние. Именно по этой причине полив в жаркие дни считается нежелательным. К тому же, вода, попадая на листья, нарушает нормальный процесс испарения, вызывая ожоги растений.

Переизбыток влаги, как было отмечено, разрушает структуру почвы, вымывает полезные элементы, а также отрицательно влияет на жизнедеятельность полезных микроорганизмов в почве. Высокая влажность может стать катализатором для развития различных грибковых инфекций.

«Как быть?» — возможно, зададитесь вы вопросом, ведь без воды растения не смогут выжить. Вода — это основной канал переноса питательных веществ от корней к надземным частям растений, а также защита от перегрева благодаря испарению влаги листьями. Ответ прост — необходимо беречь влагу в почве и воздухе. Единственный эффективный способ — это мульчирование. Любовь и понимание к своей земле и растениям, а также мульчирование почвы помогут сохранить влажность, избегая сквозняков в теплицах и других закрытых сооружениях. Таким образом, поливы, являющиеся неотъемлемым, хоть и не всегда желанным элементом ухода за растениями, можно будет свести к минимуму.

Читайте также

  • Вертикуттер для газона: выбор, особенности и советы
  • Разновидности почв в Московской области
  • Как подготовить газон к зиме: осенний уход
  • Укладка рулонного газона: процесс и особенности
  • Озеленение участка: полное руководство для создания уникального сада

Неблагоприятное влияние орошения на почву и возможности и перспективы применения внутрипочвенной импульсной континуально-дискретной парадигмы ирригации Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ПОЧВА / ВНУТРИПОЧВЕННЫЙ СПОСОБ ПОЛИВА / ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ / ЛЕГКОРАСТВОРИМЫЕ СОЛИ / ВТОРИЧНОЕ ЗАСОЛЕНИЕ / SOIL / INTRASOIL METHOD OF WATERING / SOIL MOISTURE / READILY SOLUBLE SALTS / SECONDARY SOIL SALINIZATION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Калиниченко Валерий Петрович, Безуглова Ольга Степановна, Солнцева Наталия Геннадьевна, Сковпень Андрей Николаевич, Черненко Владимир Владимирович

Показано неблагоприятное влияние орошения на минералогическую композицию почвы при стандартных способах полива. Раскрыты возможности внутрипочвенной импульсной континуально-дискретной концепции в обеспечении контроля диссипации воды в почве .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Калиниченко Валерий Петрович, Безуглова Ольга Степановна, Солнцева Наталия Геннадьевна, Сковпень Андрей Николаевич, Черненко Владимир Владимирович

Обоснование и пути реализации внутрипочвенной импульсной континуально-дискретной парадигмы ирригации
Почвенные процессы на разных структурных уровнях организации и диагностика их изменений при орошении
Обоснование внутрипочвенной импульсной дискретной концепции ирригации и способ ее реализации
Технические основы системы внутрипочвенного импульсного континуально-дискретного полива

Возможности и перспективы внутрипочвенной импульсной континуально-дискретной концепции ирригации как составляющей новой водной стратегии РФ

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

UNFAVORABLE EFFECT ON SOIL OF EXISTING WAYS OF WATERING AND OPPORTUNITIES FOR USE OF INTRASOIL PULSE CONTINUALLY-DISCRETE IRRIGATION PARADIGM

Inappropriate influence of existing ways of watering on soil and its mineralogy composition is revealed. Intrasoil pulse continually discrete irrigation paradigm possibility as the way of soil water dissipation full control is shown.

Текст научной работы на тему «Неблагоприятное влияние орошения на почву и возможности и перспективы применения внутрипочвенной импульсной континуально-дискретной парадигмы ирригации»

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(06), 2012 г., [38-49] УДК 633.1:412

В. П. Калиниченко (Институт плодородия почв юга России, ФГБОУ ВПО «ДонГАУ»)

О. С. Безуглова (ФГАОУ ВПО «ЮФУ»)

Н. Г. Солнцева (Институт плодородия почв юга России)

А. Н. Сковпень, В. В. Черненко (ФГБОУ ВПО «ДонГАУ»)

Л. П. Ильина (Южный научный центр РАН)

А. А. Болдырев, Д. В. Шевченко, Д. А. Скворцов (ФГБОУ ВПО «ДонГАУ»)

НЕБЛАГОПРИЯТНОЕ ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ НА ПОЧВУ И ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВНУТРИПОЧВЕННОЙ ИМПУЛЬСНОЙ КОНТИНУАЛЬНОДИСКРЕТНОЙ ПАРАДИГМЫ ИРРИГАЦИИ

Показано неблагоприятное влияние орошения на минералогическую композицию почвы при стандартных способах полива. Раскрыты возможности внутрипочвен-ной импульсной континуально-дискретной концепции в обеспечении контроля диссипации воды в почве.

Ключевые слова: почва, внутрипочвенный способ полива, влажность почвы, легкорастворимые соли, вторичное засоление.

V. P. Kalinichenko (Institute of soil fertility in the Southern regions of Russia, FSBEE OTE “DonSAU”)

O. S. Bezuglova (FSAEE HPE “SFedU”)

N. G. Solntseva (Institute of soil fertility in the Southern regions of Russia)

A. N. Skovpen, V. V. Chernenko (FSBEE OTE “DonSAU”)

L. P. Ilina (South Scientific Center of Russian Academy of Sciences)

A. A. Boldyrev, D. V. Shevchenko, D. A. Skvortsov (FSBEE HFE “DonSAU”)

UNFAVORABLE EFFECT ON SOIL OF EXISTING WAYS OF WATERING AND OPPORTUNITIES FOR USE OF INTRASOIL PULSE CONTINUALLY-DISCRETE IRRIGATION PARADIGM

Inappropriate influence of existing ways of watering on soil and its mineralogy composition is revealed. Intrasoil pulse continually discrete irrigation paradigm possibility as the way of soil water dissipation full control is shown.

Keywords: soil, intrasoil method of watering, soil moisture, readily soluble salts, secondary soil salinization.

Проблема развития неблагоприятных почвенных, ландшафтных и биосферных изменений общепринятой имитационной фронтальной континуально-изотропной концепции ирригации актуальна. Недостатки общепринятой имитационной фронтальной континуально изотропной концеп-

ции ирригации проявляются в избыточном увлажнении орошаемых земель, неблагоприятных ландшафтных последствиях ирригации, огромных ничем не оправданных потерях пресной воды на Земле. Это определяет избыточное воздействие человечества на биосферу с вероятностью ее ускоренной деградации, низкую продовольственную безопасность мира.

Развитие неблагоприятных почвенных процессов при традиционных способах орошения подтверждается наблюдениями за минералогическими свойствами орошаемых и неорошаемых почв.

В результате орошения увеличивается пространственно-временная неоднородность условий и режимов функционирования почв, что приводит к разной направленности и скорости трансформации их свойств, состава, признаков и строения.

При орошении чернозема возрастает неоднородность микростроения верхних горизонтов. В осветленных микрозонах возрастает количество глинистой плазмы чешуйчатого и струйчатого строения, наблюдается уменьшение толщины или снятие гумусовых пленок с минеральных зерен. Наряду с накоплением водно-пептизированного ила это свидетельствуют об усилении диспергирования кристаллитов глинистых минералов под влиянием ирригации, облегчающее их разрушение и преобразование.

Минералогические эффекты в почвах приводят к тому, что помимо вторичного засоления и осолонцевания в орошаемых почвах имеют место процессы оглинивания, слитизации и иллитизации. Процессы разрушения глинистого материала почвы касаются, прежде всего, хлоритов и разбухающих минералов монтмориллонитовой группы. В результате почвенный профиль в целом по сравнению с породой обедняется этими минералами. Одновременно происходит обогащение всего профиля минералами группы иллита. Это физическое дробление иллитов в составе более крупных фракций, а также процесс иллитизации.

Среди причин трансформации илистой фракции чернозема обыкновенного при орошении водой разного качества по интенсивности преобразования наибольшее влияние на гетерогенность взаимосвязанных систем ее внутренней организации оказывает минерализация поливной воды, в меньшей степени — срок орошения и литологические особенности исходной почвы. Изменения илистой фракции чернозема обыкновенного при орошении минерализованными водами направлены в сторону увеличения дисперсности и подвижности агрегатов, особенно водно-пептизированного ила в горизонте А, что является причиной ухудшения водно-физических свойств чернозема обыкновенного.

Содержание илистой фракции неорошаемого чернозема в целом элювиальное, преобладающими компонентами являются диоктаэдрический иллит, хлорит, каолинит и разбухающий минерал монтмориллонитовой группы.

В ранее орошаемом черноземе содержание илистой фракции по профилю относительно равномерное с некоторыми незакономерными колебаниями. Более высокое содержание илистой фракции по сравнению с неорошаемым черноземом по всему профилю можно отнести, прежде всего, на счет несколько более тяжелого гранулометрического состава породы. В составе илистой фракции содержатся те же глинистые минералы, что и в неорошаемом черноземе. Отличием состава глинистого материала в этом профиле является несколько более высокое содержание лабильных минералов в породе и в некоторых генетических горизонтах, что определяется также наложением влияния литологического фактора.

В староорошаемом черноземе распределение илистой фракции в целом элювиальное, в ее составе присутствуют те же глинистые минералы, что и в неорошаемом и ранее орошаемом профилях. В староорошаемом черноземе наблюдается структурная разупорядоченность смешанослойного

иллит-смектитового минерала и тенденция к увеличению с глубиной содержания хлорита в илистой фракции. Можно предполагать, что это явление связано с влиянием орошения.

В верхних горизонтах почвы происходит процесс разрушения хлоритовых минералов, который интенсифицируется под влиянием орошения. Одновременно происходит относительное накопление каолинита как наиболее устойчивого минерала, что обусловливает увеличение суммы каолинита и хлорита.

По сравнению с неорошаемым черноземом в староорошаемом черноземе в составе илистой фракции верхних горизонтов содержится несколько меньше лабильных силикатов в илистой фракции пахотного горизонта. Не исключено влияние орошения, которое могло привести к некоторому выносу или разрушению лабильных минералов почвы. Однако указанное отличие может частично следовать из более высокого содержания разбухающих минералов монтмориллонитовой группы в составе илистой фракции исходной породы. Тонкодисперсный кварц присутствует в небольших количествах в верхней части профиля почвы.

Наиболее достоверно влияние орошения на глинистый материал черноземов выявляется в некотором разупорядочивании структуры смешанос-лойного иллит-смектита в пахотном и нижележащем горизонтах. Еще одним изменением состава илистой фракции черноземов под влиянием орошения может являться относительное накопление каолинита и повышенное содержание кварца в составе илистой фракции верхних горизонтов. Об этом свидетельствует более высокое содержание SiO2 в валовом химическом составе илистой фракции в пахотном горизонте орошаемого чернозема по сравнению с черноземом неорошаемым.

Изменение состава илистой фракции свидетельствует об интенсивном изменении различных свойств почв при орошении, причем таких консервативных, как минералогическая композиция.

Необходимость изменения действующей парадигмы ирригации с целью элиминировать неблагоприятное влияние дополнительного и избыточного искусственного увлажнения на почву очевидна. Авторами на базе внутрипочвенной импульсной континуально-дискретной парадигмы ирригации предложен внутрипочвенный импульсный дискретный способ полива растений [1, 2], позволяющий производить полив растений посредством дискретной циклической последовательной во времени и пошаговой в пространстве поливного участка импульсной подачей воды равномерно внутрь почвы в корневую систему растения.

Дозированные согласно поливной норме порции воды подают с помощью шприцевых элементов, поочередно погружаемых в почву. Это исключает непрерывный процесс полива почвы с поверхности с гравитационным растеканием воды внутри почвы, поскольку в новом способе полива фаза подачи воды в почву разнесена во времени с фазой ее капиллярного термодинамического распределения внутри ризосферы. В случае предложенного внутрипочвенного импульсного дискретного способа полива растений вода доставляется непосредственно в каждый слой ризосферы по вертикали без транзита. При этом вертикальная миграция и, особенно, избыточное выщелачивание веществ из почвы, в принципе, исключены. Распределение воды из цилиндра первичного увлажнения в слое ризосферы идет преимущественно по горизонтали согласно градиенту потенциала воды. Нисходящее движение исключено определенностью порции воды в импульсе. Испарение воды с поверхности почвы минимизировано отсутствием свежей влажной поверхности испарения.

Обстоятельством восстановления структуры почвы в цилиндре первичного увлажнения является его опора на каркас прилегающей сухой почвы. Это способствует образованию структуры в малых увлажненных педах. Проявляется локальное действие силы поверхностного натяжения воды,

причем капли взвеси почва-вода интенсивно структурируются в условиях быстрого снижения влажности в цилиндре за счет расхода воды в прилегающий сухой объем почвы. Поскольку влажность в цилиндре увлажнения повышается кратковременно, структура почвы при быстром подсушивании восстанавливается также и за счет явления памяти формы пе-дов, при котором не все механические связи при кратковременном переувлажнении цилиндра разрушаются. Кроме того, влажная структурная почвы в течение непродолжительного времени после увлажнения оказывается занятой корневыми окончаниями как комфортный субстрат для их развития. Корни свободно проходят влажный блок почвы насквозь и таким образом быстро восстанавливают его структуру [3].

В рассматриваемом случае достигается важнейшее условие для поддержания благоприятного устойчивого состояния почвы, ее структуры. Появляется уникальная возможность искусственно поддерживать влажность почвы в среднем относительно низкой, ниже влажности, при которой происходит общая потеря механической устойчивости каркаса агрегатов почвы.

Вода рассасывается из цилиндра первичного увлажнения в течение нескольких минут. Формируется зона вторичного увлажнения, влажность в которой ниже НВ ввиду отсутствия основного условия НВ — одномерного оттока воды только вниз из увлажненного слоя. На границе зоны вторичного капиллярного увлажнения формируется поверхность влажности разрыва капилляров (ВРК), причем кинетика режима увлажнения в рассматриваемом случае настолько оригинальна, что это требует специального рассмотрения, поскольку и ВРК на границе цилиндра первичного увлажнения имеет принципиальные отличия от ВРК, полученной в результате исследований в относительно больших равномерно увлажненных объемах почвы.

В отсутствие фронта сквозного проникновения воды сквозь почву в зону аэрации и грунтовые воды рассматриваемый способ полива исклю-

чает вторичное засоление почвы. Между грунтовыми водами и почвой постоянно сохраняется слабо увлажненный слой почвообразующей породы.

Известно, что аналогичная особенность векового цикла почвообразования обусловливает малую природную засоленность верхних слоев почвы, сформированной в автоморфных условиях даже на засоленной почвообразующей породе. Легкорастворимые соли в циклах увлажнения-высушивания почвы выщелачиваются, горизонт их максимального накопления смещается вниз [2].

Промывка почвы от легкорастворимых солей, а особенно предотвращение вторичного засоления почв при имитационных способах ирригации, требует вовсе не огромных промывных норм или промывного режима орошения, а корректного управления процессом рассоления почвы.

Размывание фронта минерализации промывочного раствора обычно описывают с использованием коэффициента конвективной диффузии. Положительное обстоятельство его применения в математическом моделировании состояло в возможности получить приближенное решение параболического дифференциального уравнения второго порядка в частных производных для случая одномерного массопереноса в почве. Соответственно, имитационные способы полива, способы промывки почв на этой теоретической основе не предполагают возможности сколько-нибудь значимого управления латеральной составляющей миграции воды и солей в почве. Поэтому промывка почв от легкорастворимых солей пресной водой в условиях ее глобального дефицита — расточительна, при этом губительна для ландшафта [3, 4].

В нашем случае блочной модели порового пространства почвы дискретной является не только структура почвенного континуума, но и сам способ искусственного размещения дополнительной к естественному поступлению влаги. Стохастическая картина координации размещения вво-

димой в почву влаги и педов почвы при этом может быть описана как множество изолированных блоков сухой почвы и блоков увлажнения почвы. Ввиду кратковременности гидродинамического разрушения почвы агрегаты находятся в достаточно устойчивом состоянии, ущерба агрегатному составу почвы нет. К тому же, зона увлажнения привлекательна для ризосферы и динамично структурируется интенсивно проникающими в нее корнями. Структура почвы лишь частично является продуктом исходного гранулометрического состава почвообразующей породы, но в решающей степени обусловлена архитектурой корневой системы растений. Процесс нисходящего движения солей в почве при дискретном поливе занимает несколько миллисекунд, поскольку является принудительным гидродинамическим. Поэтому вероятность возврата солей в прежнюю позицию является очень низкой, скорость диффузионного возврата значительно ниже скорости промывки, доступной при дискретном поливе.

Дискретный полив позволяет дифференцировать выщелачивание солей в зависимости от видов ионов. Ионы солей питательных веществ, содержащие макро- и микроэлементы, поступают в растения. По этой причине они в меньшей степени попадают на поверхности разломов структурных отдельностей почвы, чем не используемые растениями №+ и С1-, которые, к тому же, являются самыми подвижными ионами почвенного раствора. Эти два обстоятельства дифференциации миграции солей в почве являются важнейшими в аспекте рассоляющей роли дискретного полива.

Легкорастворимые соли не выщелачиваются на большую глубину, но задача их исключения из процесса почвообразования и синтеза органического вещества решается полностью.

Необходима подготовка почвы как в отношении проникновения в нее корневой системы и шприцев, так и в отношении создания высокого уровня стартовых условий развития биогеосистемы.

Первые порции впрыска смывают наибольшее количество солей, при этом образовавшийся раствор свободно проходит вниз по еще не размытым импульсом воды каналам почвы. Кроме того, имеет место динамический процесс проникновения раствора вглубь по инерции путем расклинивания массой движущейся воды части структурных отдельностей почвы. Затем проникновение струи внутрь почвы затрудняется. Из цилиндра увлажнения вода рассасывается согласно градиенту термодинамического потенциала по горизонтали и поступает в ризосферу. Легкорастворимые соли отсекаются от почвы ризосферой в условиях относительно низкой по сравнению с имитационными способами полива средней влажностью почвы. По этой причине складываются условия локализации и дискретного размещения в почвенном континууме легкорастворимых солей, повышается вероятность их выщелачивания последующими порциями воды.

Внутрипочвенная дискретная импульсная концепция ирригации в состоянии обеспечить преодоление системного дефекта гидрологического режима биосферы, который заключается в совмещении фазы гидрологического и гидравлического распределения воды и ее нисходящей диссипации в почве.

Концепция позволяет решить следующие задачи:

1) обеспечить среднюю влажность почвы 50-60 % от объема пористости, позволяя обойти явление фронтально-интегрированного формирования в почве НВ;

2) понизить средний термодинамический потенциал воды в почве и повысить среднюю концентрацию почвенного раствора;

3) стабилизировать и оптимизировать термодинамические равновесия в почвенном растворе;

— фронтальное гравитационное увлажнение почв;

— избыточный геохимический охват ландшафта при стандартной ирригации;

— засоление почвы оросительной водой, вторичное засоление, потребность в дренаже;

5) обеспечить стабильные геохимические барьеры в почвах и почвообразующих породах;

6) обеспечить долговременное сохранение исходных экосистем орошаемых почв, ландшафтов и прилегающих территорий;

7) сократить расход воды на ирригацию в 4-5 раз.

Использование предлагаемой парадигмы и следующих из нее технических решений способа полива исключает предпосылки формирования предпочтительных потоков почвенных растворов. Неконтролируемый мас-соперенос в почвах не происходит. На стадии диссипации воды внутри почвы нет ни прямых, ни отсроченных гидрогеологических явлений, ни неблагоприятных последствий нисходящих и латеральных предпочтительных потоков влаги в почвенном континууме.

Гидрологический режим территории урегулирован. Почвенная комбинация гомогенна и устойчива.

Нет необходимости в ирригационном дренаже, что кардинально удешевляет орошение.

Концентрация почвенного раствора в 3-5 раз выше, чем при стандартном потенциале — 0,33 атм. (НВ).

Список использованных источников

1 Soil, Hydrological and Hydrogeological extremes of current irrigation concept / V. P. Kalinitchenko [et all] // 5-th Croatian waters conference with international participation / Croatian waters facing the challenge of climate change. — Opatia, 18-21 Svibnja (May) 2011. — P. 905-917.

2 Способ внутрипочвенного импульсного дискретного полива растений: пат. 2386243 Рос. Федерация: МПК(7) A01G 25/06, А01С 23/02 / Ка-

линиченко В. П.; заявитель и патентообладатель Калиниченко В. П. -№ 009102490/12; заявл. 26.01.09; опубл. 20.04.10, Бюл. № 11. — 7 с.

3 Вальков, В. Ф. Климатические изменения и почвы юга России /

В. Ф. Вальков, С. И. Колесников, К. Ш. Казеев // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. -2008. — № 6. — С. 88-92.

4 Исследование предпочтительных потоков влаги в луговочерноземной почве Саратовского Заволжья / Н. В. Затинацкий [и др.] // Почвоведение. — 2007. — № 5. — С. 585-599.

Калиниченко Валерий Петрович — доктор биологических наук, профессор, Институт плодородия почв юга России, директор; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», заведующий кафедрой земледелия и мелиорации. Контактный телефон: +79185333041. E-mail: kalinitch@mail.ru

Kalinichenko Valeriy Petrovich — Doctor of Biological Sciences, Professor, Institute of soil fertility in the Southern regions of Russia, Director; Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Head of Chair of Agriculture and Land Reclamation.

Contact telephone number: +79185333041. E-mail: kalinitch@mail.ru

Безуглова Ольга Степановна — доктор биологических наук, профессор, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет», профессор кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов.

Контактный телефон: +79185449846. E-mail: lola314@mail.ru; bezuglov@rndavia.ru

Bezuglova Olga Stepanovna — Doctor of Biological Sciences, Professor, Federal State Autonomous Educational Establishment of Higher Professional Education “Southern Federal University”, Professor of Chair of Soil Science and Land Resources Assessment.

Contact telephone number: +79185449846. E-mail: lola314@mail.ru; bezuglov@rndavia.ru

Солнцева Наталия Геннадьевна — кандидат биологических наук, доцент, Институт плодородия почв юга России, ведущий эксперт.

Контактный телефон: +79185533041. E-mail: sng2004@rambler.ru

Solntseva Nataliya Gennadyevna — Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Institute of soil fertility in the Southern regions of Russia, Leading Expert.

Contact telephone number: +79185533041. E-mail: sng2004@rambler.ru

Сковпень Андрей Николаевич — кандидат биологических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», доцент кафедры агроэкологии.

Контактный телефон: +79289088420. E-mail: kalinitch@mail.ru

Skovpen Andrey Nikolayevich — Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Associate Professor of Agroecology Chair.

Contact telephone number: +79289088420. E-mail: kalinitch@mail.ru

Черненко Владимир Владимирович — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», доцент кафедры земледелия и мелиорации.

Контактный телефон: +79064259586. E-mail: instit03@mail.ru

Chernenko Vladimir Vladimirovich — Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Associate Professor of Chair of Agriculture and Land Reclamation. Contact telephone number: +79064259586. E-mail: instit03@mail.ru

Ильина Людмила Павловна — кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Южный научный центр РАН, ведущий научный сотрудник.

Контактный телефон: +79282143383. E-mail: Iljina@ssc-ras.ru

Ilina Lyudmila Pavlovna — Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher, South Scientific Center of Russian Academy of Sciences, Leading Researcher.

Contact telephone number: +79282143383. E-mail: Iljina@ssc-ras.ru

Болдырев Андрей Александрович — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», аспирант.

Контактный телефон: +79281076637. E-mail: kalinitch@mail.ru

Boldyrev Andrey Aleksandrovich — Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Postgraduate Student.

Contact telephone number: +79281076637. E-mail: kalinitch@mail.ru

Шевченко Денис Вадимович — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», аспирант.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Контактный телефон: +79508416950. E-mail: kalinitch@mail.ru

Shevchenko Denis Vadimovich — Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Postgraduate Student.

Contact telephone number: +79508416950. E-mail: kalinitch@mail.ru

Скворцов Дмитрий Алексеевич — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Донской государственный аграрный университет», аспирант.

Контактный телефон: +79604560130. E-mail: kalinitch@mail.ru

Skvortsov Dmitriy Alekseyevich — Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Don State Agrarian University”, Postgraduate Student.

Contact telephone number: +79604560130. E-mail: kalinitch@mail.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *