9 порад для ефективного збереження та використання вологи у ґрунті

Волога та її достатня кількість у грунті — важлива умова правильного формування рослин та отримання високої врожайності сільськогосподарських культур. Про це знають абсолютно усі агрономи. Проте деякі досі покладаються «на волю Божу» та примхи погоди, не намагаючись самостійно забезпечити посіви вологою. Тим часом фахівці вважають, що покращити забезпечення вологою культур можливо, якщо цим дійсно займатись.

І пити, і охолоджуватись, і рости

Для рослини вода — не лише «пиття» та можливість відновити запаси вологи, але й регулятор температури. У процесі терморегуляції рослина випаровує до 99% усієї отриманої води, використовуючи на формування вегетативної маси лише 0,2%-0,5%. Тому зрозуміло, що рослина має різні потреби у волозі залежно від погодних умов та фаз її розвитку.

Для більшості культур у період проростання та появи сходів велике значення має достатня вологозабезпеченість орного шару ґрунту (0-20 см). На момент проростання насіння зволоження цього шару повинне складати не менше 20 мм, інакше формування рослин буде уповільнюватися, а урожайність культури з самого початку опиниться під загрозою.

Крім того, у кожної культури є свої критичні періоди, у які вона найбільше потребує достатнього зволоження. Для озимої пшениці це фаза виходу в трубку та колосіння. Для кукурудзи — від самого початку утворення волоті до молочної стиглості зерна. Для соняшника — від початку утворення кошика до кінця цвітіння. Для сої та ріпаку — у період утворення сходів, а також у період бутонізації та цвітіння. Для цукрового буряка — період утворення коренеплодів.

Звісно, найкращим варіантом забезпечення рослин вологою у період вегетації є вчасні та достатні опади. Проте в останні кілька десятиліть клімат зробився настільки примхливим, що спрогнозувати кількість та якість опадів, і взагалі передбачити ці опади не може практично ніхто. Тому агрономам потрібно шукати нові методи господарювання, які дозволять зберегти наявну у ґрунті вологу та зробити її використання рослинами більш ефективним.

Що радять фахівці?

Господарювання потрібно планувати таким чином, щоб максимально накопичувати, зберігати та ефективно використовувати вологу. Звісно, це досить нелегкий процес, що потребує додаткових зусиль та праці.

Фахівці дають такі рекомендації з цього приводу:

1. Сівозміна. Перше, про що потрібно потурбуватися — це планування сівозміни. Вибір попередника має велике значення для збереження достатньої кількості вологи в орному шарі ґрунту на момент посіву культури. Деякі практики радять стерньові попередники. Проте є й такі, що вважають найкращим способом зберегти вологу чистий або зайнятий пар. Якби перед посівом кожної культури можна було дати полю «погуляти» під паром, було б дійсно чудово. Але на практиці таке реалізувати майже неможливо. Тому агрономові потрібно добряче подумати, як саме спланувати сівозміну та які результати він отримає на виході від кожної культури. Планування краще робити на 5-7 років. Це дозволить одразу зрозуміти всі перспективи та чітко спланувати майбутні виробничі процеси.
2. Обробіток ґрунту. Потужна плужна підошва, що неминуче утворюється при постійній оранці, дуже шкодить нормальному вологообміну між рослиною та ґрунтом. Безвідвальний обробіток (глибоке рихлення), мінімальні або нульові технології — усі вони варті уваги. Кожен агроном може прорахувати всі «плюси» та «мінуси» і обрати технологію собі до душі. Досвідчені виробники кажуть, що чим менше технологічних операцій проводиться перед посівом, тим краще для рослини.
3. Збереження вологи. Тут поки що нічого принципово нового не придумали. По-перше, затримання на полях снігу та талих вод, яке дозволить максимально накопичити вологу в ґрунті на початок весни. По-друге, весняне «закриття вологи» боронуванням. Якщо другий спосіб використовують майже на всіх полях, то першим часто-густо нехтують, а дарма
4. Мульчування ґрунту. Директор з розвитку проектів компанії «Маїс» Юрій Пащенко радить з власного досвіду: «Одним із способів збереження вологи в посівах кукурудзи є мульчування ґрунту рослинними залишками попередника. Мульчування не зможе в повній мірі зберегти всю ту вологу, яка є в ґрунті протягом вегетації. В той же час ми можемо говорити, що 40-45% покриття поверхні ґрунту рослинними рештками лише створює умови для незначного збереження вологи , але суттєвої ролі не відіграє. Покриття на 70% і більше вже набагато ефективніше збереже вологу. І, безумовно, 100% покриття є ідеальним варіантом для збереження вологи».
5. Дотримання оптимальних строків сівби. Як надто ранні, так і надто пізні строки сівби шкодять рослині та не сприяють хорошому проростанню. При цьому експерти вважають, що в більшості випадків краще посіяти рано, ніж пізно, бо з кожним тижнем «простою» кількість вологи в ґрунті невпинно та суттєво зменшується.
6. Використання потенціалу самої культури. Підбір оптимальної для регіону групи стиглості сортів або гібридів, надання переваги посухостійким гібридам — це додаткова можливість ефективно використовувати вологу та не залежати повністю від примх погоди.
7. Регулювання густоти стояння рослин. Дотримання оптимальної густоти дозволить забезпечити культуру достатньою кількістю вологи.
8. Своєчасна боротьба з бур’янами та підвищення конкурентоспроможності культури. Бур’яни «відтягують на себе» від 30% до 40%-45% продуктивної вологи з ґрунту. Тому не можна допускати забур’яненості посівів, потрібно створювати такі умови на початку розвитку культури, щоб вона могла активно конкурувати з бур’янами.
9. Раціональний підхід до застосування добрив. «Що занадто — то не здорово», говорили наші пращури. Саме цією приказкою можна керуватися агрономам при розрахунку норми внесення добрив.

Найкращий результат можна отримати при застосуванні усіх вищенаведених методів у комплексі. При цьому необхідно врахувати особливості культури, яка вирощується, та кліматичні умови регіону. Звісно, можна зробити простіше: протанцювати навкруги поля з бубном у руці, викликаючи рясний дощ саме тоді, коли він потрібен. Але фахівці поки що не наводять ніяких практичних даних про результати використання цього агротехнічного прийому.

Дізнавайтесь першими найсвіжіші агрономічні новини України на нашій сторінці в Facebook, Telegram, а також підписуйтесь на Instagram СуперАгронома.

Прогноз запасів продуктивної вологи в ґрунті

Дані про вміст вологи в ґрунті самі по собі ще не дозволяють робити висновки про забезпеченість рослин водою. Вони лише характеризують зміни вмісту води в просторі та часі. Практичного значення вони набувають, коли аналізуються разом з водно- фізичними властивостями ґрунту.

Відомо, що не вся вода, яка міститься в ґрунті, доступна рослинам. Тому в агрономічному плані практичне значення має лише запас продуктивної вологи, яка може бути засвоєна рослинами.

Продуктивною вологою називають всю кількість води в грунті понад вологість в’янення (ВВ). Тільки за наявності її рослини можуть рости.

Розраховують вміст продуктивної вологи в ґрунті за формулою

– запас продуктивної вологи в грунті, мм;

– загальний запас води в ґрунті на даний момент, мм;

– запас, води в ґрунті, який відповідає вологості в’янення, мм.

Найвищому зволоженню грунту в польових умовах відповідає найменша вологоємність (НВ). Тому різниця між НВ і ВВ буде відповідати максимально можливим запасам продуктивної вологи (ММЗПВ) в ґрунті. Такий вміст води називають діапазоном активної вологи (ДАВ):

Проте в діапазоні від ВВ до НВ не вся волога однаково легко засвоюється рослинами. Найбільш доступною вважається вода в діапазоні від вологості розриву капілярів (ВРК) до ЦВ,, а в діапазоні від ВВ до ВРК вона менш доступна. Це слід враховувати., при розрахунках норм вегетаційних подивів.

Практичне значення має показник дефіциту вологи (ДВ) в ґрунті. Під дефіцитом вологи в ненасичених водою грунтах розуміють різницю між НВ і фактичною вологістю в даний момент ( ):

Сумарний дефіцит для шарів 0-50 або 0-20 см – основа для розрахунків разової кількості води, яку подають для зрошення. Поливна норма не повинна перевищувати ДВ, щоб не спричинити втрат води з гравітаційним стоком, особливо при близькому заляганні соленосних горизонтів і мінералізованих ґрунтових вод.

На практиці ДВ по шарах ґрунту розраховують за формулою:

– дефіцит вологи, т/га;

– найменша вологоємність грунту, % від маси грунту;

– польова вологість, % від маси грунту;

h – розрахунковий шар ґрунту, см;

– щільність розрахункового шару грунту, г/см3.

Розрахунок норми поливу здійснюють за формулою:

– норма поливу, т/га;

h – розрахунковий шар грунту, см;

– щільність розрахункового шару грунту, г/см .

Важливою агрономічною характеристикою е запаси продуктивної вологи в орному шарі грунту на період посіву культур, а в подальшому в метровому шарі, де розміщується до 90-95% коренів сільськогосподарських культур. Тому спочатку розраховують запаси продуктивної вологи по шарах 0-10 см до глибини 1 м за формулою:

– запас продуктивної вологи, мм;

– польова вологість на даний момент часу, % .від маси

– вологість в’янення, % від маси ґрунту; h – розрахунковий шар ґрунту, см;

– щільність розрахункового шару ґрунту; г/см3.

Далі встановлюють запаси продуктивної вологи (ЗПВ) в орному (0-20 см) і метровому (0-100 см) шарі грунту за формулами:

Оптимальні значення ЗПВ варіюють в широкому інтервалі: від 60-70 мм для картоплі – до 160-180 мм для вівса і інших

В агрономічній практиці треба не лише констатувати наявність вологи в грунті, а вміти прогнозувати її запаси на відповідний період. Л.А. Разумова (1971) розробила методику прогнозу запасів продуктивної вологи в метровому шарі грунту на початок весняно- польових робіт. Вона грунтується на залежності весняних запасів вологи ( ) в грунті від запасів вологи восени ( ) та кількості опадів (r) за осінньо-зимовий період.

Зміни запасів продуктивної вологи протягом зимового періоду описуються такими рівняннями:

для районів зі стійкою зимою

для районів з нестійкою зимою

– зміни запасів продуктивної вологи в метровому шарі за період від дати останнього визначення вологості грунту восени до дати переходу температури повітря через 5 °С навесні, мм; r – кількість опадів за даний період, мм;

d – дефіцит вологості грунту восени, мм (див. формули 3.17, 3.18).

Очікувані запаси продуктивної вологи в грунті навесні будуть дорівнювати:

Приклад розрахунку.

Вихідні дані наведені в таблиці.

Зона

Пункти спостережень

Дата визначення вологості грунту восени

woc

НВ

ЩГ, в г/см3 в шарі 0-100 см

Дата переходу t через 5°С весною

в % від маси ґрунту

Використовуючи вихідні дані:

• 1) розрахувати запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на початок весняно-польових робіт;
• 2) дати оцінку прогнозованим запасам продуктивної вологи. Пункт спостереження – Луцьк. Для району із стійкою зимою (таблиця 5.1 додатків до підрозділу 3.5) використовуємо формулу (3.23) ΔW = 0.115•r+0,56•d-20.

Згідно таблиці 5.2 (додатків до підрозділу 3:5) підраховуємо r – кількість опадів за період з 10.09. до дати переходу t повітря через 5°С навесні згідно таблиці 5.1 (додатків до підрозділу 3.5) – 3.04; Отже, r = (49:30) • 20+40+35+33+26+27+29+(35:30) • 2 = 226.2 мм.

З умови завдання:

d= (WHB-Wl)hdv = (13,2-8,9) • 100 • 1,62=697 т/га = 69,7 мм. Тоді: ΔW = 0,115 • 226,2 + 0,56 • 69,7 – 20 =45,0 мм.

Wвес = Wос + ΔW = (8,9 • 100 • 1,62) : 10 +45,0 = 144,2 + 45,0 = 189.2 мм.

Згідно шкали, приведеної в таблицях 5.3, 5.4 (додатків до підрозділу 3.5), прогнозовані запаси продуктивної вологи дуже добрі, клімат грунту – вологий.

Ґрунтова волога

Кількість води, доступна для рослини, визначається діаметром пір. Важливо уникати ущільнення ґрунту, яке стискає пори й погіршує доступ до води. Суглинок утримує приблизно 20 мм доступної для рослин води на 10 см ґрунту, але корисна кількість залежить від глибини залягання коріння та його сплетіння.

Ранньою весною після танення снігів або сильних дощів ґрунт може досягти своєї максимальної водоутримної здатності, тобто вода заповнює всі його пори. По мірі висихання ґрунту і стікання води (природного чи за допомогою підземної дренажної системи) земля набуває польової водоутримної здатності.

Великі порожні пори
У стані польової водоутримної здатності більші пори вільні від води й заповнені повітрям, тоді як у менших за розміром порах залишається вода. Чим вище розташування пір у ґрунтовому профілі, тим більша ймовірність того, що вони заповнені повітрям. Якщо ґрунт містить 50 % твердої речовини і 50 % порожнин, то в умовах польової водоутримної здатності приблизно 10–20 % пір заповнено повітрям, а 30–40 % — водою.

Залежить від діаметру

Кількість ґрунтової вологи, доступної для рослин, відповідає різниці між польовою водоутримною здатністю та точкою незворотного в’янення.

Зусилля, необхідні кореням рослин для того, щоб витягнути вологу з ґрунту, визначаються діаметром пір, заповнених водою. Наявність пір пов’язана з текстурою і структурою ґрунту.

Сила, необхідна для вилучення води (сила кореневого всмоктування), м вод. ст.

Еквівалентний діаметр пори, мм

Кореневий волосок у порі

1) Кореневий волосок

Сила зв’язування вологи у ґрунті визначається діаметром порів. Чим менший діаметр, тим сильніше зв’язана вода й тим важче вона доступна для рослин. Кореневий волосок сягає граничної довжини, після якої він не здатен витягувати воду з дрібних порів.

У порах більшого діаметру волога доступніша, а зі зменшенням діаметру пір рослина мусить витрачати на добування води дедалі більше енергії. Див. вище таблицю «Кореневий волосок у порі». Граничний стан характеризується точкою незворотного в’янення, в якій сили кореневого всмоктування стає недостатньо, щоб добути воду з ґрунтових пір, і рослина в’яне. Проте на практиці рослини не можуть вилучити всю воду аж до точки незворотного в’янення — сили покидають їх набагато раніше.

Залежить від глибини коріння

Кількість води, яку може спожити рослина, залежить від поєднання трьох чинників:
• наявної кількості води, доступної для рослини;
• глибини коріння у ґрунтовому профілі;
• сплетіння коренів у ґрунті.

Вода, доступна для рослин, мм на 10 см ґрунту

Поєднання трьох чинників визначає тип біологічної точки в’янення. У зв’язку з цим фермеру потрібно знати, що ущільнення ґрунту може погіршити водопостачання рослин. Якщо слід від колеса затискає великі пори, це погіршує дренажні властивості та здатність ґрунту віддавати рослинам доступну воду.

Основні терміни:

Максимальна водоутримна здатність відповідає стану ґрунту, в якому всі пори заповнено водою; такий стан спостерігається нижче рівня ґрунтових вод або після сніготанення чи тривалих дощів.
Польова водоутримна здатність — стан після стікання вільної води на глибину дренажу близько 1 м. Цей стан часто називають дренажною рівновагою, коли вода припиняє виливатись у дрени (канави). На зображеному вище ґрунтовому профілі у стані польової водоутримної здатності крупні пори заповнено повітрям, а дрібніші містять воду.
Точка незворотного в’янення — стан, у якому сила утримання води ґрунтом перевищує 150 м водного стовпа (1500 кПа), коли коріння більше не може вилучати воду. Цей стан називається точкою незворотного в’янення і відповідає діаметру пор, меншому за 0,002 мм.
Текстура ґрунту — пропорції, тобто відносний вміст мінеральних частинок із різним середнім діаметром, зокрема піску, дрібнозему та глини, відповідно до таблиці «Класифікація частинок за розміром» (див. розділ «З чого складається ґрунт»).

Регулювання водного режиму ґрунту

Розкладання пожнивних решток

Земляні черв’яки

Коріння

Наші контакти

ТОВ “Ведерстад”
вул. Промислова, 3
м. Жашків, Черкаська обл.,
19200, Україна

© Copyright Väderstad Group 2022