Водный баланс и типы водного режима почв

Водным режимом называется совокупность всех явлений поступления влаги в почву, ее передвижения, удержания в почвенных горизонтах и расхода из почвы. Основные источники увлажнения почвы – осадки и грунтовые воды. Влага в почве находится в постоянном движении, она поглощается растениями, испаряется в воздух, перемещается в глубокие горизонты. Временами наблюдается ее аккумуляция в почве в результате конденсации паров воды, восходящих токов из глубоких горизонтов и т.п.

Количественным выражением водного режима почв является водный баланс. Водный баланс рассматривается как итог, учитывающий все статьи прихода и расхода воды за определенный период. Общее уравнение водного баланса имеет вид

О_с + В_г + В_пр = Е_исп + Е_т + В_и + В_п,

где О_с – сумма атмосферных осадков; В_г и В_пр – количество влаги, поступающей из грунтовых вод и в результате поверхностного притока воды соответственно; Е_исп – физическое испарение; Е_т – транспирация; В_и – инфильтрационная влага; В_п – поверхностный сток.

В левой части уравнения – приходные статьи, в правой – расходные. В большинстве случаев приход и расход воды в почве равны между собой. В зависимости от соотношения основных статей годового водного баланса выделяют следующие типы водного режима почв (по Г.Н. Высоцкому).

Промывной тип водного режимахарактерен для местностей, где сумма годовых осадков больше величины испаряемости (рис.7, а). Тогда избыток осадков, проникая в глубокие слои вплоть до грунтовых вод, будет превышать поступление грунтовых вод к поверхности почвы. Уравнение водного баланса будет иметь следующий вид: О_с + В_пр > Е_исп + Е_т + В_п. Для промывного типа водного режима коэффициент увлажнения КУ > 1.

Промывной тип характерен для большинства почв таежно-лесной зоны, влажных субтропических и некоторых других почв.

Непромывной тип водного режимасвойственен областям, где влага осадков распределяется только в верхних горизонтах (обычно не глубже 4 м) и не достигает грунтовых вод. Почвенная влага представлена преимущественно капиллярно-подвешенной формой. Между верхней границей глубоко залегающей капиллярной каймы грунтовых вод и нижней границей капиллярно-подвешенной почвенной влаги залегает толща с влажностью, близкой к влажности завядания. Эта толща названа Г.Н. Высоцким «мертвым горизонтом» (рис.7, б); обмен влагой в ней происходит путем передвижения воды в форме пара. Тогда уравнение годового водного баланса будет

Рис. 7. Схема влагооборота водного баланса (по А.А. Роде) при водном режиме промывного (а),

непромывного (б) и выпотного (в) типа

1 – осадки; 2 – влага, задержанная кронами,; 3 – поверхностный сток; 4 – физическое испарение; 5 – внутрипочвенный

сток; 6 – влага, потребляемая растениями; 7 – грунтовый сток; 8 – испарение и влага, потребляемая растениями

иметь вид: О_с + В_пр = Е_исп + Е + В_п, а коэффициент увлажнения КУ » 1. Непромывной тип водного режима характерен для большинства степных почв (черноземы, каштановые и др.).

Выпотной тип водного режима отличается преобладанием восходящего потока влаги в толще почвы из неглубоко залегающих (до 5-7 м) грунтовых вод. Влага в почвенном профиле находится в капиллярно-подпертом состоянии и сообщается с корнеобитаемым слоем и поверхностью почвы. Испарение превышает сумму осадков, а дефицит влаги погашается потоком грунтовых вод (рис.7, в). Уравнение годового водного баланса имеет вид: О_с + В_пр < Е_исп + Е_т + В_п. Для выпотного типа водного режима коэффициент увлажнения КУ < 1. Выпотной тип водного режима характерен для гидроморфных солончаков, пойменных, плавневых и некоторых других почв.

Регулирование водного режима почв основывается на учете климатических и почвенных условий, а также потребностей в воде выращиваемых культур и осуществляется комплексом приемов, направленных на устранение причин неблагоприятного водоснабжения растений. Оптимальные условия создаются при коэффициенте увлажнения КУ » 1, что достигается осушением избыточно влажных почв и орошением почв засушливых областей.

В почвах доступная растениям влага передвигается главным образом под действием капиллярных сил. Поэтому, регулируя плотность пахотного слоя и восстанавливая структуру, можно либо сохранить влагу в почве, либо увеличить ее расход путем физического испарения. В зоне неустойчивого увлажнения регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на ее рациональное использование (например, устройство снегозадержания, лесных полос и др.).