11 месяцев назад
Нету коментариев

Методы контроля и обработки наблюдений за влажностью и промерзанием почвы в основном разработаны С. А. Вериго и Л. А. Разумовой. Они достаточно детально изложены в специаль­ных руководствах. Здесь мы рассмотрим лишь некоторые из основ­ных положений контроля и обработки наблюдений за указанными характеристиками.

 

Технический и локальный контроль материалов наблюдений

Целью технического контроля является проверка правильности записи и обработки результатов наблюдений. Локальный контроль выявляет ошибки и просчеты в наблюдениях. Оба вида контроля выполняются непосредственно после записи наблюдений и их пер­вичной обработки.

При техническом контроле прежде всего проверяют полноту записей в полевых книжках, правильность арифметических под­счетов, качество высушивания проб (по сопоставлению первой и контрольной сушки), правильность определения влажности почвы. Особенно тщательно проверяют подсчеты средних из повторностей величин влажности почвы для каждой глубины. После устранения погрешностей в полевых книжках проверяют таблицы.

Проверку начинают с правильности переноса цифрового мате­риала из полевых книжек, наличия всех дополнительных отметок и записей, далее выясняют правильность подсчетов в таблицах.

Например, в таблице «Запасы продуктивной влаги в почве» (ТСХ-7) должны быть правильно вписаны сведения об агрогидрологических константах данного поля. Проверяют правильность подсчетов непродуктивной и общей влаги в отдельных слоях почвы, содержание продуктивной влаги нарастающим итогом. Проверенные наблюдения сопоставляют с предыдущими данными. Если в результате обнаруживаются резкие отклонения (т. е. рез­кое увеличение или уменьшение влаги в почве), то исследуются возможные причины такого изменения, для чего анализируется режим температуры и осадков.

Проверку визуальных наблюдений за влажностью почвы начи­нают с правильности вычисления средних повторностей, пра­вильности их внесения в таблицу; далее проверяют все записи и расчеты в таблице.

Материалы по промерзанию и оттаиванию почвы начинают проверять также с правильности заполнения соответствующих книжки и таблицы. Далее определяют точность всех расчетов. По истечении холодного периода проверке подлежат даты наступ­ления первого и устойчивого промерзания и оттаивания почвы, длительность периода с устойчивым промерзанием почвы, пра­вильность выбора максимальной глубины промерзания почвы, аб­солютного максимума промерзания за год и пр.

Обязательно проверяют правильность построения графика изо­плет.

В управлениях Гидрометслужбы проводят повторный техниче­ский контроль материалов наблюдений. Обычно такой контроль осуществляется выборочно. Лишь при открытии новой станции или обнаружении существенных ошибок в УГМС проводят сплошной технический контроль.

 

Критический контроль материалов наблюдений

Целью критического контроля является определение качества материалов наблюдений и, следовательно, возможности их даль­нейшего использования. В основе критического контроля лежит та известная физическая закономерность, согласно которой большин­ство метеоэлементов, а также показатели роста и развития расте­ний являются взаимосвязанными и взаимообусловленными.

Изменения влажности почвы увязывают с режимом темпера­туры и осадков. Кроме того, учитывают глубину залегания грун­товых вод, если она не превышает 5 м.

Критический контроль влажности почвы начинают с таблиц. Прежде всего сопоставляют данные влажности почвы аналогичных глубин для отдельных повторностей. Далее сопоставляют запасы продуктивной влаги с водоудерживающей способностью почвы. При глубоком залегании грунтовых вод и отсутствии верховодок запасы продуктивной влаги не должны быть более наименьшей влагоемкости, указанной в табл. 41.

Одним из способов критического контроля является сопоставле­ние динамики запасов почвенной влаги с ходом метеорологических элементов (обычно с ходом температуры воздуха и осадков). Та­кой контроль проводят с помощью графиков Вериго—Разумовой— Мастинской. Эти графики характеризуют связь между изменением запасов влаги в почве, осадками, температурой и фазами развития растений.

Контролируются также и зимние определения влажности почвы. Необходимо помнить, что количество влаги в почве зимой может увеличиваться за счет подтягивания ее из нижележащих слоев при близком стоянии грунтовых вод (увеличение может достигать 50 и даже 100 мм за зиму). На юге увеличение влаги почвы зимой обычно связано с частыми оттепелями.

При критическом контроле материалов по промерзанию и от­таиванию почвы обычно используют наблюдения за температурой и снежным покровом. Весьма полезны при этом графики измене­ния глубины промерзания почвы в зависимости от суммы отрица­тельных средних суточных температур и высоты снежного покрова (рис. 60), а также графики изменения глубины оттаивания почвы.

Изменение глубина промерзания для районов с глубоким залеганием грунтовых вод

Изменение глубина промерзания для районов с глубоким залеганием грунтовых вод

В переходные периоды — ранней весной и поздней осенью — критический контроль материалов по влажности и промерзанию почвы должен быть особенно тщательным.

 

Обработка материалов многолетних наблюдений за влажностью и промерзанием почвы

Многолетние материалы наблюдений за влажностью и промер­занием почвы позволяют дать количественную характеристику их режима, что необходимо для решения различных практических вопросов.

Обработку материалов начинают с составления сводных таб­лиц запасов продуктивной влаги, куда включают за отдельные годы величины влажности по слоям 0—10, 0—20, 0—50 и 0— 100 см. Для каждого слоя составляют свою таблицу. Обычно в та­ких таблицах бывают пропуски в наблюдениях за отдельные сроки. Эти пропуски восполняются с помощью указанных выше графиков Вериго—Разумовой—Мастинской, а также подобных графиков, построенных для ряда конкретных культур. С этой же целью могут использоваться соответствующие уравнения рег­рессии.

В качестве примера на рис. 61 приведен график для яровой пшеницы. Для восполнения пропущенного срока в данном случае необходимо знать запасы влаги в почве на начало декады, осадки за декаду и среднюю за декаду температуру воздуха.

Изменение запасов продуктивной влаги в зоне черноземных почв под яровой пшеницей

Изменение запасов продуктивной влаги в зоне черноземных почв под яровой пшеницей

Восполнение данных обычно не представляет трудности, необ­ходимо только в каждом конкретном случае правильно выбрать нужные графики или уравнения.

Сравнимость средних многолетних запасов влаги в почве мо­жет быть обеспечена лишь в том случае, когда они (как и другие элементы) получены на основе однородного по годам и количеству лет исходного материала.

Однако не исключено, что по каким-либо причинам на отдель­ных станциях нет наблюдений по некоторым культурам за ряд лет. Для восстановления таких пропусков можно использовать два приема. Первый из них заключается в восполнении данных от даты к дате на основе учета изменения метеорологических элемен­тов, т. е. по указанным выше графикам Вериго—Разумовой—Ма­стинской. Второй прием состоит по существу в использовании метода разности значений наблюдаемых элементов.

Например, на станции достаточное количество лет параллельно велись наблю­дения за влажностью почвы под двумя культурами, причем под одной из них наблюдения были пропущены в течение целого года. Восстановление этих дан­ных производят следующим образом. За каждый срок каждого года имеющихся совместных наблюдений находят разность запасов влаги в почве. По этим дан­ным рассчитывают среднюю многолетнюю разность влагозапасов для каждого срока. Затем, алгебраически складывая эту разность с запасами влаги под из­вестной культурой для требуемого года, получают запасы под другой культурой за пропущенный год.

По данным Вериго и Разумовой, ряд наблюдений за влажно­стью почвы длиной 17—20 лет вполне достаточен для получения надежных средних многолетних величин, а также для расчета ве­роятности и обеспеченности различных величин влажности почвы в отдельные годы.

Могут отсутствовать и данные наблюдений за промерзанием и оттаиванием почвы. Они также должны быть восполнены. Это можно сделать с помощью соответствующих графиков. Для полу­чения достаточно надежных величин средней наибольшей глубины промерзания почвы, абсолютного максимума и минимума промерзания, средней многолетней длительности периода с устойчивым промерзанием, средних дат начала промерзания и оттаивания не­обходим однородный материал наблюдений за период не менее 15 лет.

 

Вычисление вероятности и обеспеченности различных значений влажности почвы и характеристик ее промерзания

Указанные характеристики обычно вычисляют для больших градаций влажности почвы и укрупненных межфазных интервалов. Например, для яровых культур расчет обычно проводят за меж­фазные периоды: посев—всходы, всходы—выход в трубку, выход в трубку—колошение, колошение—молочная спелость, молочная спелость—восковая спелость.

Градации влажности почвы по слоям можно брать следующие.

1) в слое 0—20 см —0—10, 11—20, 21—30, 31—40 и более 40 мм.

2) в слое 0—50 см —0—20, 21—40, 41—60, 61—80 и более 80 мм.

3) в слое 0—100 см —0—40, 41—80, 81—120, 121 — 160 и более 160 мм.

Для определения вероятности глубины промерзания почвы обычно берут интервалы через 20 см: 0—20, 21—40, 41—60 и т. д.

При определении вероятности времени устойчивого промерза­ния и полного оттаивания почвы расчеты ведут для промежутков времени с интервалами в 15 дней: 16—30 ноября, 1—15 декабря, 16—31 декабря и т. д.; 16—31 марта, 1—15 апреля, 16—30 апреля и т. д.

При расчете вероятности продолжительности периода с устой­чивым промерзанием почвы градации обычно ограничивают интер­валами в 1 месяц.

Вероятность (%) вычисляется делением суммы случаев каж­дой градации на общее число случаев с последующим умножением частного на 100. Величина обеспеченности, как и в общей клима­тологии, определяется как суммарная вероятность всех значений данного элемента (или его градаций) выше или ниже определен­ного предела.

comments powered by HyperComments