1.3 Требования растений к водно-воздушному режиму почв

Как следует из изложенного в предыдущем разделе, для нормального роста и развития растений в почве всегда должен быть определённый объём пустот, заполненных свободным воздухом, то есть воздухом, сообщающимся с атмосферой. Причём для одних растений количество воздуха должно быть больше, для других – меньше (таблица 1).

Таблица 1 - Аэрация почвы в зависимости от вида растений

Сельскохозяйственные культуры	Содержание воздуха, в % от скважности
Многолетние травы, овёс, викоовсяная смесь (на сено или зелёный корм), лён Зерновые и травы на пастбищах Корнеплоды, картофель, кукуруза на силос, овощи, подсолнечник, конопля	20-25 25-30 30-40

Следует отметить, что на землях с близкими грунтовыми водами аэрация почвы и связанная с нею влажность зависят от глубины залегания этих вод. В связи с чем, требования сельскохозяйственных культур к водному режиму почв, переувлажняемых грунтовыми водами, принято выражать нормой осушения, под которой понимается глубина залегания (от поверхности земли) уровня грунтовых вод, при которой в активном слое почвы создаётся оптимальный для произрастания этих культур водно-воздушный режим, т.е. создаются наилучшие для получения максимальных урожаев условия.

Норма осушения зависит, прежде всего, от биологических особенностей растений (от глубины корневых систем) и водно-физических свойств осушаемых почв.

Ниже, в таблице 2, для различных почв приводятся значения норм осушения (в среднем за вегетационный период), рекомендуемые П.Г. Фиалковским.

Таблица 2 - Нормы осушения, см

Сельскохозяйственные культуры	Низинное болото	Песок	Супесь	Средний суглинок
Травы на лугах Травы на пастбищах Зерновые Овощи и корнеплоды Технические (лён, конопля и т.п.)	60 80 80 90 100	45 50 60 70 80	50 55 65 75 85	60 80 80 85 95

Для определения норм осушения можно воспользоваться и эмпирическими зависимостями, полученными нашими ведущими учёными в области осушения (Б.С. Масловым, А.М. Янголем и др.).

На торфяниках Б.С. Маслов норму осушения , см, предлагает определять следующим образом:

для пашни

_;

для луга

_.

В этих формулах и - соответственно испарение (по Н.Н. Иванову) и осадки, см.

Зависимость, полученная А.М. Янголем, имеет вид:

_,

где - требуемая влажность активного слоя почвы, в % от скважности;

- норма осушения, м.

Зная влажность почвы, которую необходимо поддерживать для возделывания той или иной культуры, легко определить норму осушения (расстояние от поверхности земли до уровня грунтовых вод, при котором обеспечивается эта влажность).

Профессором А.И. Ивицким установлена интересная зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от положения уровня грунтовых вод (рисунок 1).

Рисунок 1 - Зависимость урожайности от положения уровня грунтовых вод

Точка А на этом рисунке соответствует положению уровня грунтовых вод, при котором культурные растения не могут развиваться из-за избытка воды в почве и недостатка воздуха. При понижении уровня в интервале от А до В урожайность растёт (в связи с улучшением водно-воздушного режима). Точка В соответствует глубине залегания грунтовых вод, при которой обеспечивается максимальная урожайность, т.е. соответствует норме осушения.

При понижении уровня в интервале от В до С наблюдается уже некоторое снижение урожайности. Положение уровня ниже точки С на урожайность практически не влияет.

Таким образом, норма осушения должна обеспечивать, с одной стороны, необходимую аэрацию, а с другой - достаточную в течение всего периода вегетации растений влажность почвы.

Рассматривая вопрос о требованиях сельскохозяйственных культур к водному режиму почв, нельзя не сказать о влиянии на их рост и развитие поверхностного затопления.

Длительное затопление земель поверхностным стоком приводит к снижению урожайности культур или даже к полной их гибели. Продолжительность допустимого затопления сельскохозяйственных угодий зависит, в первую очередь, от состава возделываемых на них культур и от времени года (таблицы 3-5).

Таблица 3 – Допустимые сроки весеннего затопления

культурных угодий

Сельскохозяйственное использование угодий	Максимальная продолжительность затопления, сут.
Лугопастбищные севообороты и искусственные сенокосы Пастбища, полевые севообороты без озимых культур, овощные и прифермские севообороты Полевые севообороты с озимыми культурами	20-25 10-15 3-5

Таблица 4 – Допустимые сроки весеннего затопления

луговых трав

Травы	Максимальная продолжительность затопления, сут.
Клевер красный, овсяница красная Тимофеевка, мятник, мышиный горошек Лисохвост, костер, полевица белая Канареечник, бекмания	5-10 12-15 15-25 30-40

Таблица 5 – Допустимые сроки затопления культурных угодий

во время вегетации

Культуры	Максимальная продолжительность затопления, сут.
Зерновые и картофель Овощные и силосные культуры, корнеплоды Многолетние травы	0,5 0,8 1,0

Следует иметь в виду, что приводимые сроки затопления сельскохозяйственных культур в вегетационный период предполагают затопление местными водами, т.е. водами атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на осушаемую площадь. Затопление в это время водами, поступающими со стороны (летне-осенние паводки рек, делювиальные потоки со стороны водосборов и т.п.), при любом характере хозяйственного использования не допускается ввиду значительных скоростей этих вод и больших глубин.

Что касается лесов, то, как и в случае с сельскохозяйственными культурами, наибольший ущерб им приносит затопление во время вегетации. В.И. Рубцов, исследуя устойчивость к затоплению лиственных пород в парке Петродворца, установил, что при весеннем затоплении, длившемся до конца мая, деревья не гибнут. При затоплении, продолжавшемся до середины июня, отмечено отмирание дуба, ясеня, клёна, липы, ильмовых (вязовых).

По устойчивости к затоплению древесные породы (от наименее устойчивых к более устойчивым) располагаются в следующей последовательности: ель сибирская, пихта сибирская, сосна обыкновенная, осина, береза пушистая, ольха серая, ива.