8 месяцев назад
Нету коментариев

Почвенная влага является практически единственным источником влаги для подавляющего большинства расте­ний как дикорастущих, так и культурных.

Большая потребность растений в почвенной влаге за­ставляет поставить вопрос о том, вся ли влага, содержа­щаяся в почве, является одинаково доступной для рас­тений.

Ответ на этот вопрос должен быть дан безусловно от­рицательный. Различные категории и формы воды обла­дают различной доступностью для растений.

Если мы посадим растение в какую-либо почву, да­дим ему возможность развиться, снабжая водой, а затем прекратим полив, то растение через некоторое время начнетзавядать и в конце концов погибнет. При проведении таких опытов нужно учитывать, что начало завядания зависит не только от недостатка влаги в почве, но и от низкой влажности воздуха. Чтобы проверить, не является ли завядание следствием низкой влажно­сти воздуха, завядающее растение помещают в атмосфе­ру, насыщенную водяным паром. Если и после этого тур­гор растений не восстанавливается, т. е. признаки завяда­ния не исчезают, то такое завядание называется устойчи­вым. Определив в момент начала устойчивого завяданиявлажность почвы, увидим, что в ней содержится еще не­которое количество влаги, которая, очевидно, настолько трудно доступна для растений, что ее поступление недо­статочно для нормального их роста. Содержание этой весьма трудно доступной для растений влаги в момент начала их завядания количественно характеризует вели­чину влажности устойчивогозавядания, которая ранее называлась также коэффициентом завяда­ния и которую мы будем обозначать ВЗ. Она выражается в процентах от веса сухой почвы. Эта величина зависит главным образом от механического состава почвы будучи почти прямо пропорциональной содержанию в почве или­стой фракции (частицы мельче 0,001 мм). В песках величи­на влажности устойчивого завядания измеряется несколь­кими десятыми процента, в супесях достигает 1—3%, в су­глинках 3—10%, а в глинах 10—15% и даже более.

Раньше считали, что величина влажности устойчиво­го завядания не зависит от вида растения, выращиваемо­го на данной почве, полагая, что эта величина зависит только от свойств почвы. Но в последнее время Д. В. Фе­доровский показал, что это утверждение неверно и что влажность устойчивого завядания для разных растений на одной и той же почве различна. Так, например, на черно­земе она оказалась равной: для льна 18,0%, для огурцов 17,8%, для солероса 16,4%, для пшеницы 15,5%, для курая 13,8%.

Необходимо подчеркнуть, что влажность устойчивого завядания характеризует собой влажность почвы, при которой устойчивое завядание растений лишь начинает­ся. В этот момент в почве еще имеется доступная для растений влага, хотя доступность ее настолько мала, что растение начинает завядать. Однако даже сильно под-вядшее растение, если его полить, оживает. Полная гибель растения наступает лишь при влажности более низкой, чем влажность устойчивого завядания. Эта влаж­ность соответствует «мертвому запасу» влаги в почве. Она, по данным различных исследователей, равна макси­мальной гигроскопичности или даже несколько ниже ее

Поэтому следует говорить не только о влажности завядания, но и об интервале завядания, верх­ней границей которого является влажность устойчивого завядания, а нижней — МГ или даже более низкая ве­личина.

В общем можно считать, что совершенно недоступной для растений является прочносвязанная влага, образую­щая в почве мертвый запас влаги. Весьма трудно доступ­ной является и часть влаги рыхлосвязанной.

Теперь обратимся к другому вопросу: какова доступ­ность для растений той влаги, которая содержится в поч­ве сверх влажности устойчивого завядания? Одинакова ли доступность влаги во всем интервале влажностей от влажности устойчивого завядания до полной или до наи­меньшей влагоемкости, или нет?

Этот вопрос долгое время был неясным, и только в ре­зультате исследований последних 10—15 лет получены данные, позволяющие ответить на него. Установлено, что существует такая влажность почвы, переход через кото­рую в сторону влажностей более низких ухудшает снаб­жение растений водой, в силу чего их рост замедляется. Эта величина оказалась равной примерно 65—70% от наименьшей влагоемкости. Ее существование доказано разными исследователями, на разных почвах и с разны­ми растениями, в силу чего оно может считаться вполне достоверным. Эту величину следует считать нижней гра­ницей оптимальной влажности для растений. Мы назовем ее влажностью замедления роста (ВЗР). От­метим, что она часто близка по величине к влажности разрыва капиллярной связи (ВРК), которая также, по немногочисленным пока данным, равна примерно 70% от наименьшейвлагоемкости.

Такая близость этих величин не случайна и легко объяснима. Мы видели выше, что при влажности разры­ва капиллярной связи (ВРК) подвижность влаги более или менее резко уменьшается. Следовательно, при влаж­ности почвы ниже этой величины, содержащаяся в почве влага уже не может подтекать к корням или подтекает весьма медленно, в то время как при влажности, превы­шающей величину ВРК, передвижение влаги к корням совершается достаточно быстро. В силу этого влажность разрыва капиллярной связи является той переломной ве­личиной, при которой степень доступности влаги для растений испытывает существенное уменьшение, что и сказывается на замедлении роста растений. Поэтому можно думать, что величины ВРК и ВЗР тождественны, но для окончательного решения этого вопроса требуются все же дополнительные исследования.

Не следует, однако, думать, что влага, содержащаяся в почве сверх влажности замедления роста, обладает совершенно одинаковой доступностью. При переходе от влажностей более низких, чем ВЗР, к более высоким сте­пень доступности влаги резко возрастает. Но она продол­жает постепенно увеличиваться и при дальнейшем нара­стании влажности почвы, в интервале влажностей от ВЗР до НВ. Наименьшая влагоемкость, выше которой в почве появляется свободная гравитационная влага, является но­вой переломной точкой в доступности влаги для растений. Верхняя граница оптимальной влажности проходит не­сколько выше наименьшей влагоемкости. При еще более высоких влажностях доступность влаги хотя и продолжает увеличиваться, но условия жизни растений начинают ухуд­шаться в силу падения воздухопроницаемости и ухудше­ния снабжения корней кислородом.

Таким образом, мы можем выделить следующие ка­тегории почвенной влаги по ее доступности для растений:

Sh_003

Перейдем к вопросу о причинах различной для расте­ний доступности почвенной влаги при различной влаж­ности почвы.

Полная недоступность влаги при влажности ниже максимальной адсорбционной влагоемкости, влаги проч­носвязанной, объясняется тем, что эта влага так прочно удерживается сорбционными силами, что осмотические силы, при помощи которых влага всасывается корнями растений, оказываются недостаточными для того, чтобы отнять, оторвать молекулы прочносвязанной воды от по­верхности почвенных частиц.

Иначе дело обстоит с доступностью влаги, содержа­щейся в почве сверх максимальной адсорбционной вла­гоемкости. Ее доступность почти всецело определяется ее подвижностью. Дело в том, что корневые волоски расте­ний, впитывающие влагу, имеют диаметр около 0,01 мм. Непосредственно всасывать влагу волоски могут только из техмикроскоплений воды в почве, с которыми они со­прикасаются. Учитывая это, можно сказать, что только в почвах песчаных, где диаметр большинства пор превы­шает одну сотую миллиметра, вся вода сверх прочносвя­занной более или менее одинаково доступна для расте­ний, так как корневые волоски могут проникнуть в эти по­ры. В почвах же суглинистых и глинистых значительная часть воды находится в порах такого размера, что корне­вые волоски в них проникнуть не могут. Вода, содержа­щаяся в таких порах, может быть использована растения­ми лишь при условии ее передвижения, подтекания к бли­жайшим волоскам. Следовательно, чем более подвижна влага, тем она доступнее для растений, и наоборот.

Подвижность различных категорий почвенной влаги, по современным представлениям, может быть охаракте­ризована следующим образом.

Вся прочносвязанная и, вероятно, некоторая часть рыхлосвязанной влаги, в пределах влажности до макси­мальной гигроскопичности, в жидкой форме неподвижна. Она может передвигаться в почве только при переходе в парообразное состояние.

Рыхлосвязанная влага в интервале влажности от ма­ксимальной гигроскопичности до влажности разрыва ка­пиллярной связи обладает подвижностью в жидкой фор­ме, но это передвижение совершается под влиянием сорб-ционных сил, от одной почвенной частицы к соседней, и происходит очень медленно. Эта влага является трудно­подвижной.

В интервале от ВРК до НВ в почве появляется, кроме рыхлосвязанной влаги, также и свободная — сорбционно замкнутая влага. Она обладает уже более значительной подвижностью, и мы считаем ее среднеподвижной.

И, наконец, при влажности свыше наименьшей влаго­емкости в почве появляется свободная гравитационная влага, которая передвигается под влиянием силы тяжести и капиллярных сил и является легкоподвижной.

Сопоставляя эти категории почвенной влаги, выделен­ные по признаку подвижности, с категориями по доступ­ности, установленными путем наблюдений над влиянием влажности на жизнь растений, мы видим, что эти две группировки в полной мере соответствуют друг другу. Это является лишним доказательством, что доступность влаги для растений зависит от ее подвижности.

Какими же величинами может быть охарактеризована способность почвы содержать в себе влагу, достаточно до­ступную для растений? Очевидно, что эта способность равна разности между водоудерживающей способностью почвы и влажностью завядания. Поэтому поставлен­ный только что вопрос будет решаться по-разному для почв с близким уровнем почвенных или почвенно-грунто­вых вод и для почв с глубоко залегающими грунтовыми водами. При близком залегании грунтовых или почвенных вод, когда капиллярная кайма находится в пределах поч­венного профиля, водоудерживающая способность почвы равна ее капиллярной влагоемкости, определяемой по ка­пиллярной кривой. Напомним, что капиллярная влагоемкость для любого слоя почвы является величиной пере­менной, зависящей от мощности и высоты залегания слоя над уровнем почвенно-грунтовой воды. Способность поч­вы содержать доступную влагу будет определяться раз­ностью между капиллярной влагоемкостью и влажностью завядания. Так как обе только что упомянутые вели­чины выражаются в процентах от веса сухой почвы, то и полученная разность будет выражена в процентах. Эта разность называется, по предложению Н. А. Качинского, диапазоном активной влажности (ДАВ). В тех же случаях, когда грунтовые воды залегают глубоко и когда водоудерживающая способность их зависит от наименьшей влагоемкости, диапазон активной влажности будет равен разности между наименьшей влагоемкостью. и влажностью устойчивого завядания. В обоих случаях диапазон активной влажности должен вычисляться для каждого слоя почвы в отдельности. Чаще всего его, как и другие величины, определяют для каждого 10-санти­метрового слоя.

Диапазон активной влажности как почвенная харак­теристика имеет особенно большое значение во втором случае, так как он обычно соответствует засушливым условиям, и им мы характеризуем максимальный запас доступной для растений влаги в почве. От каких же свойств почвы и каким образом зависит величина этого диапазона?

Известно, что влажность устойчивого завядания прак­тически зависит исключительно от механического состава почвы. А наименьшая влагоемкость зависит, кроме того, и от сложения почвы. С утяжелением механического со­става, с увеличением содержания в почве мелких частиц влажность устойчивого завядания растет пропорциональ­но содержанию этих частиц. Наименьшая же влагоем­кость растет сначала более быстро, а затем медленнее. Поэтому диапазон активной влажности с утяжелением механического состава сначала быстро увеличивается, затем делается постоянным или даже несколько умень­шается. Так, например, для основных групп грунтов по механическому составу величина указанного диапазона равна (в % от веса сухой почвы):

Sh_004

Таким образом, грубо говоря, диапазон активной влажности от супесей до глин остается почти неизмен­ным. Вместе с тем подвижность влаги в супесях, конечно, гораздо выше, в силу чего и доступность этой влаги для растений тоже выше. Необходимо, однако, указать, что приведенные цифры для суглинистых и глинистых почв относятся только к грунтам и глубоким почвенным гори­зонтам. В верхних же гумусовых и других почвенных горизонтах наименьшая влагоемкость гораздо выше, в то время как влажность завяданияпочти такая же. Поэтому диапазон активной влажности в этих горизонтах значи­тельно выше, чем указанные величины.

В этом можно убедиться из следующих цифр:

T_004

comments powered by HyperComments