Влияние влажности почвы и удобрений натранспирационный коэффициент (или урожая) культуры

Культура_______________ Дата посева___________ Дата уборки________

Фон питания	Влажность почвы, % ПВ
	40	60	80
Без удобрения
С удобрениями

Количество влаги, используемой растениями из грунтовых вод, м3/га (по г. К. Льгову)

Почвогрунт	Глубина залегания УГВ, м
	1	1,5	2	2,5	3
	Полевые культуры
Легкосуглиннистый	1200	1000	500	-	-
Середнесуглиннистый	1500	1200	600	200	-
Тяжелосуглинистый	2000	1500	1000	500	200
Тяжелоглинистый	2500	2000	1500	1000	400
	Овощные культуры
Легкосуглиннистый	1000	700	-	-	-
Середнесуглиннистый	1200	900	600	-	-
Тяжелосуглинистый	1800	1200	800	-	-
Тяжелоглинистый	2000	1500	800	200	-

Оборудование: почвенный бур, алюминиевые стаканчики, эксикатор, сушильний шкаф, ВЛТК-500, 2 ящика для бюксов.

Полезные осадки подсчитывают по данным метеорологической станции. К полезным относят осадки не менее 5 мм. Сумму их за вегетационный период умножают на 0,6 — 0,7 (коэффициент использования осадков уточняют по регионам), так как часть осадков стекает, не проникая в почву.

При высоком стоянии УГВ суммарное испарение определяют по формуле:

=(W_n— W_у) + О_п + Н_ор + г,

где г — количество влаги, используемое растениями из грунтовых вод (табл. 32). Оно зависит от культуры, глубины залегания УГВ и степени их минерализации.

Биоклиматический метод определения суммарного испарения, предложенный А. М. Алпатьевым, основан на существующей связи суммарного испарения с дефицитом влажности воздуха:

где Е — суммарное испарение, м³/га; D — сумма дефицитов влажности воздуха за период вегетации, миллибар; К, — коэффициент, изменяющийся, по А. М. Алпатьеву, в пределах 0,6.. .0,7.

Фактические изменения его зависят от местных условий и биологических особенностей сельскохозяйственных культур. Связь действительна при оптимальной влажности почвы, поддерживаемой поливами или осадками в зоне достаточного увлажнения.

Биофизический метод разработан в условиях Северного Кавказа Г. К. Льговым (1963). В основу его положена связь суммарного испарения с температурой воздуха:

где — сумма среднесуточных температур за период вегетации культуры, °С; К — биофизический коэффициент, равный для большинства сельскохозяйственных культур 1,88 м³/га и для люцерны — 2,3 м³/га.

Задание 1. Определить по данным ближайшей метеорологической станции сумму среднесуточных дефицитов влажности воздуха за период вегетации кукурузы от даты посева до даты восковой спелости. Рассчитать суммарное испарение биоклиматическим методом.

Задание 2. Рассчитать суммарное испарение для люцерны по следующим данным: =3400°С; К=2,3. Определить по данным метеорологической станции сумму среднесуточных температур за фактический период вегетации избранной культуры и, пользуясь коэффициентом 1,88, рассчитать для нее суммарное испарение.

Расчет испарения методом турбулентной диффузии предложен А. Р. Константиновым.

Турбулентный поток газов характеризуется хаотическими пульсациями скорости и его направления в каждой точке. Турбулентные воздушные вихри переносят тепло, водяной пар, осуществляют теплообмен и влагообмен между поверхностью почвы и атмосферой. Интенсивность этих процессов зависит от интенсивности турбулентного перемешивания и распределения соответствующих показателей с высотой. Это определяет необходимость градиентных наблюдений, то есть наблюдений на разных высотах, измерений температуры, влажности воздуха, скорости ветра.

Скорость ветра обращается в нуль не на самой поверхности, а на некоторой высоте над ней. Высота этого слоя, слоя шероховатости, характеризуется коэффициентом Z₀. В растительном покрове он составляет около ¹/₇ его высоты, для зерновых культур он равен 3—7 см.

Воздушный поток над слоем шероховатости оттесняется вверх. Верхняя его граница зависит от вида, высоты и густоты травостоя. Над этой границей профиль скорости ветра превращается в прямую. Слой вытеснения Z_B определяют приближенно, умножая

высоту растений на ²/_з.

Градиентные наблюдения проводят на уровнях 0,2 и 2 м над слоем вытеснения. После измерения и внесения поправок, указанных в прилагаемых к приборам инструкциях, определяют разность температуры и абсолютной влажности воздуха . Показатели и получают, вычитая соответствующий показатель на уровне 2 м из показателей на уровне 0,2 м. Вычитая скорость ветра на уровне 0,2 м из скорости на уровне 2 м, получим разность скорости ветра .

Суммарное испарение (мм/ч) рассчитывают по формуле:

Е = Ауае*

где А = 0,079 (l_0.2-l₂) X (U₂-U_0.2); — произведение, которое находят по вспомогательной таблице, построенной с учетом числа Ричардсона R_i и Z₀. Число Ричардсона отыскивают по формуле:

Его можно также найти по специальной таблице.

Задание. Провести на орошаемом участке ежедневные градиентные наблюдения за температурой, абсолютной влажностью и скоростью движения воздуха в указанные часы, начиная с фазы всходов и до наступления биологической спелости избранной культуры. Поддерживать поливами влажность почвы в метровом слое не ниже 70% НВ.

При расчетах необходимо пользоваться пособием А. Р. Константинова «Методы расчета испарения с сельскохозяйственных полей». — Л.: Гндрометеоиздат, 1971, с. 31...49, приложения 11, 12, 13.

Параллельно определять ежедекадно, а также до и после поливов влажность почвы в том же слое термостатно-весовым способом. Рассчитать и сопоставить графически суммарное испарение по декадам и за вегетационный период, устанавливаемое путем градиентных наблюдений и методом водного баланса .

Материалы и оборудование: аспирационные психрометры — 2; стойки для психрометров диаметром не более 5 см — 2, анемометры — 2, стойки для анемометров — 2, измерительная линейка с делениями 1 см.

Расчет оросительных норм. Суммарное испарение — исходная величина, позволяющая определить оросительную норму, то есть все количество воды, подаваемое на поле за период вегетации.

Н₀ =— (W_a— W_y)- 0_п — К,

где Н₀ — оросительная норма, м³/га; — суммарное испарение, м³/га; W_а и W_у — запас влаги в метровом слое почвы при посеве и при уборке культуры, м³/га; О_п — сумма полезных осадков за вегетационный период, м³/га; К — количество используемой растениями грунтовой воды, м³/га.

Приближенно значение (W_a—W_y) равно весеннему запасу оптимальной влаги в метровом слое почвы, то есть запасу, превышающему ВРК, что для большинства почвы близко к 65—70% НВ.

Так, если НВ = 20% массы сухой почвы, то 70% НВ составят 14% влаги. При весеннем запасе 90% НВ в почве будет 18% влаги. Запас оптимальной влаги составит 18—14 = 4% массы почвы. Количество влаги в метровом слое почвы при ее объемной массе 1,4 равно: 100-1 • 1,4 • 4 = 560 м³/га.

Когда УГВ находится на глубине 3 м и глубже, растения их не используют и величину К не учитывают.

Пример. Суммарное испарение на посеве кукурузы при глубоком залегании УГВ 3900 м³/га; запас оптимальной влаги весной 560 м³/га; сумма полезных осадков за вегетационный период 150 мм, что при коэффициенте использования их 0,6 составит 90 мм, или 900 м³/га.

Решение: 3900—560—900 = 2440 м³/га.

При высоком стоянии УГВ для определения К используют справочные таблицы. При их отсутствии можно воспользоваться усредненными коэффициентами, приведенными в таблице 35.

Таблица 35