Влажность Почвы И Ее Значение Для Развития Культур

Оптимальная влажность почвы – важное условие для обеспечения правильного роста культур и повышения урожайности. Влага необходима не только для восстановления водного баланса, но и для регуляции температуры. В процессе терморегуляции в растениях испаряется до 99% полученной влаги, а для формирования вегетативной массы используется лишь 0,2-0,5%. При этом оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур варьируется в зависимости от стадий роста и погодных условий.

Определенное количество влаги образуется в результате конденсации пара, топографических особенностей, типа вегетации и гидрогеологических условий. Задача фермера – сохранить естественную влажность почвы, максимально аккумулировать осадки и эффективно их распределить в зависимости от потребностей культур.

Значение Влажности Почвы Для Эффективного Выращивания Культур

Вода обеспечивает протекание всех физических процессов на планете Земля, как в атмосфере, так и в окружающей среде. Концентрация влаги в грунте зависит от уровня осадков, интенсивности впитывания вегетацией, температуры воздуха и других факторов.

Оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур – залог высокого урожая, поскольку растения не могут развиваться, если влаги в грунте недостаточно. Тем не менее, вода выполняет и другие функции:

• влажность влияет на аэрацию, степень салинизации и концентрацию токсических веществ;
• обуславливает структуру, пластичность и плотность грунта;
• регулирует температуру и теплоемкость;
• предотвращает выветривание;
• определяет время проведения полевых работ.

Как Определить Влажность Почвы: Ключевые Параметры

В 2010 году Всемирная метеорологическая организация включила влажность почвы в перечень пятидесяти ключевых климатических переменных, рекомендованных для систематического наблюдения.

Значение влажности почвы определяется соотношением количества воды к определенному количеству грунта и выражается в процентном соотношении воды к массе или объему сухой почвы или дюймах влаги на фут грунта в глубину.

Потенциал (давление) почвенной влаги показывает, насколько вода удерживается в грунте. Этот параметр выражается в единицах измерения давления барах. Как правило, более сухой грунт впитывает большее количество влаги.

Доступная для растений влага – это количество воды, которую растение способно поглотить за определенный период времени. Доступная влага – это разница между максимальным количеством воды, которое может удерживаться в почве и тем пределом, когда растение уже не может извлекать из нее влагу. Оно выражается в дюймах доступной влаги на фут глубины грунта.

Соотношение содержащейся влаги к потенциалу не является универсальным и зависит от характеристик грунта определенного региона, например, текстуры и плотности. На основании значения доступной растениям влаги разрабатывается ирригационный план.

К сожалению, в понимании взаимосвязи между физическими и химическими свойствами грунта и его увлажненностью остается еще много неизученных вопросов.

Влажность Почвы И Методы Ее Определения

Как измерить влажность почвы? Процесс включает предварительный отбор образцов и их последующий анализ непосредственно в полевых условиях или в лаборатории.

Методы измерения влажности делятся на прямые, косвенные и дистанционные.

Прямые методы подразумевают извлечение влаги из образца грунта посредством испарения, вымывания или химической реакции. Влажность почвы рассчитывается путем сравнения массы испаренной влаги и сухой почвы.

Косвенные методы основаны на определении характеристик грунта в зависимости от степени его влажности, а также определении характеристик помещенных в него предметов (например, пористого абсорбера).

В дистанционных методах используются спутниковые данные, полученные благодаря отражательной способности поверхности грунта (отражению электромагнитного излучения в определенном спектральном диапазоне).

Альтернативные Методы Определения Почвенной Влажности

• радиоактивный – подсчет радиоактивных частиц;
• электрический – определение сопротивляемости, проводимости, индукции и емкости поглощения;
• тензометрический – измерение разницы давления сухой и влажной почвы;
• оптический – изучение отражения световых потоков;
• экспресс-методы – в основном, органолептические.

Формула Влажности Почвы

Наиболее широко используемые прямые методы – гравиметрические и волюметрические.

Содержание влаги в почве по гравиметрическому методу (%) = [масса влажной почвы – масса высушенной почвы (г) / масса высушенной почвы (г)] х 100;

Содержание влаги в почве по волюметрическому методу (%) = [объем воды (см3 / объем почвы (г см3)] х 100.

Влажность Почвы В Контексте Мониторинга Полей

Возможность прогнозировать влажность почвы повышает эффективность планирования полевых работ на всех стадиях роста растений и предполагает следующее.

Степень Влажности Почвы Определяет Оптимальное Время Посева Культур

Фермерам следует тщательно определить концентрацию влаги в грунте перед началом посевных работ. Оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур зависит от типа культур, типа почвы, региона, и иных показателей. Например, рис хорошо растет в водно-болотных угодьях, а такие растения как пшеница, горчица, картофель, бобовые чувствительны к чрезмерному количеству влаги и погибают в условиях длительных подтоплений.

Канола – довольно неприхотливая культура, однако требует четко спланированных дат высевания семян. Рапс – влаголюбивое растение, поэтому количество осадков должен быть не менее 280-300 мм за сезон. Несмотря на то, что всходы не укоренятся при отсутствии влаги, для ее обеспечения не следует увеличивать глубину заделки.

В случае, если в грунте содержится необходимое количество влаги на глубине по меньшей мере 50 мм, рекомендуется подождать, пока не пройдут дожди или высевать на глубине менее 50 мм, если осадки прогнозируются в скором будущем. Если же грунт прогрелся достаточно, допускается глубинная заделка, с высеванием во влажные слои.

При глубинной заделке норму высева семян нужно увеличить, по крайней мере, на 10%. В любом случае, для успешного прорастания посевов необходимы осадки в ближайшее время.

Прогнозирование И Мониторинг Засухи

Высыхание грунта непременно следует за атмосферной засухой, т.е. жарким периодом без осадков с влажностью воздуха менее 30-35%. Это проявляется как снижение запасов влаги вплоть до увядания растений, перегрева почвы и увеличением концентрации в ней токсических веществ.

Использование индекса влажности почвы (SMI), полученного в результате спутникового мониторинга дает возможность фермерам обеспечить продуктивность посевов. Данный индекс разработал Бергман в Национальной метеорологической службе в США в середине 1980-х годов для оценки масштабов засухи на глобальном уровне. Индекс определяет степень засушливости или увлажнения грунта и показывает, как недостаточное содержание в нем влаги влияет на урожайность культур.

Влияние Сельскохозяйственной Техники На Грунт При Высоком Уровне Влажности

Успешные фермерские практики предполагают отсутствие функционирующих машин на полях (движение, культивирование, посевные работы), если степень увлажнения чрезмерно высока, чтобы предотвратить уплотнение грунта и иные нежелательные воздействия на его структуру. Определить степень насыщения водой можно визуально, формируя в руке шарик из грунта. Тем не менее, технологически обоснованные методы являются более надежной альтернативой, и один из них – EOSDA Crop Monitoring.

Важность Мониторинга Влажности Почвы

EOSDA Crop Monitoring – надежная платформа для агробизнеса на основе спутниковых данных, которая облегчает ведение сельскохозяйственных работ на всех этапах выращивания культур. Данные по зонированию, о состоянии посевов, продуктивности операций, погодных условиях и функционировании техники дает возможность принимать обоснованные и успешные решения.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) является эффективным инструментом, который предоставляет фермерам подробную информацию по всем вышеперечисленным аспектам.

Карты влажности почвы помогают получить все необходимые данные всего за несколько кликов. Для этого сохраните поле и дождитесь завершения процесса расчета карты. В результате в вашем распоряжении будет карта с легендой, которая описывает значения каждого пикселя и график (кривая содержания влаги в грунте). Пользователь может анализировать эту кривую на различных уровнях (слоях), определять зоны подтоплений и анализировать исторические данные за пять лет по разным регионам. Таким образом, фермеры могут сравнивать результаты. Карта поля выглядит следующим образом.

Контроль влажности грунта и ее прогнозирование являются важными аспектами для обеспечения роста растений. Точный мониторинг позволяет планировать внесение удобрений и других ресурсов. Современная технология EOSDA Crop Monitoring позволяет отслеживать концентрацию влаги в почве грунте автоматически. Полученные данные помогают поддерживать содержание воды на необходимом уровне путем ирригации и таким образом, обеспечивают высокий урожай.

Значение Влажности Почвы И Применение EOSDA Crop Monitoring

Платформа EOSDA Crop Monitoring позволяет узнать состояние поля, и степень увлажненности грунта в том числе. Полученная информация дает возможность оценивать текущую ситуацию и составлять график проведения последующих операций, а также минимизировать риски.

• Определить сроки высевания культур (например, рапс не рекомендуется заделывать в сухой (недостаточно увлажненный грунт). В этом случае даты посевов не соблюдаются.
• Прогнозировать и отслеживать засушливые периоды (по индикаторам атмосферной влажности и влажности грунта).
• Ограничить функционирования техники на полях. Движение машин затруднено, если грунт избыточно влажный.
• Оценить риски (для страховых компаний). Степень влажности почвы указана в индексе. Если показатель ниже определенного значения, то это повод для беспокойства и страховые агенты должны быть вовремя оповещены.

Таким образом, мониторинг влажности почвы полезен не только фермерам, но и другим сторонам, заинтересованным в агробизнесе.

Василий Черлинка

Научный сотрудник EOSDA

Василий Черлинка имеет более чем 30-летний опыт работы в области агрономии и педологии (почвоведения). Он является доктором биологических наук со специализацией в области почвоведения.

Доктор Черлинка учился в машиностроительном техникуме в Украине (1989-1993), затем углублял свои знания в области агрохимии и агрономии в Черновицком национальном университете по специальности "Агрохимия и почвоведение".

В 2001 году успешно защитил диссертацию "Обоснование агроэкологического соответствия моделей плодородия почвы и его факторов требованиям полевых культур" и получил степень кандидата биологических наук с уклоном в почвоведение в ННЦ "Научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени О.Н. Соколовского".

В 2019 году доктор Черлинка успешно защитил диссертацию "Цифровые модели рельефа в почвоведении: Теоретико-методологические основы и практическое использование" и получил степень доктора биологических наук со специализацией в области почвоведения.

Василий женат, у него двое детей (сын и дочь). На протяжении всей жизни увлекается спортом (является кандидатом в мастера спорта Украины по пауэрлифтингу и даже принимал участие в соревнованиях стронгменов).

С 2018 года доктор Черлинка консультирует EOSDA по проблемам почвоведения, агрономии и агрохимии.