влагоемкость почвы
Задача: понять и посчитать влагоемкость почвы.
Ключевые понятия (что именно мы считаем)
- Влажность почвы (объемная влажность, θ): доля объема почвы, занятого водой.
- Полезная влажность для растений = доступная вода между двумя состояниями:
- Функциональное состояние: полевая влагоемкость (FC) — влажность почвы после стока воды под действием силы тяжести; т. е. вода, которая остается в почве после естественного стока.
- Уровень увядаемости: точка увядаемости (WP) — влажность, при которой растения перестают нормально поглощать воду; связана с очень сильным связанным запасом воды.
- Доступная влагоемкость (AWC) = FC − WP. Это количество воды относительно объема почвы, которое доступно растениям.
Как это считается (пошагово)
Определить FC и WP для данного типа почвы.
- FC примерно соответствует водному потенциалу почвы около -0.01…-0.03 МПа (примерно 10–30 кПа).
- WP примерно при водном потенциале около -1.5 МПа (примерно -1500 кПа).
- Значения FC и WP зависят от текстуры и структуры почвы. Можно взять приближенные диапазоны:
- Песчаная почва: FC ≈ 0.20–0.22, WP ≈ 0.05–0.10
- Суглинистая (луговая) почва: FC ≈ 0.26–0.30, WP ≈ 0.12–0.18
- Глинистая почва: FC ≈ 0.30–0.40, WP ≈ 0.18–0.25
- Разницу Δθ = FC − WP называют доступной влагой по объему, т. е. долей воды в объёме почвы, доступной растениям.
Рассчитать доступную влагу на заданную глубину D (м).
- Формула: AWC (мм воды на единицу площади) = (FC − WP) × D × 1000
- Где:
- FC − WP – разность в м3 воды на м3 почвы (Δθ)
- D – глубина слоя почвы с корневой системой (м)
- 1000 − перевод из м в мм
Пример (пояснение на конкретном примере) Пример 1. Пусть для суглинистой почвы FC = 0.28, WP = 0.12. Разность Δθ = 0.16. Пусть корневая зона глубиной D = 0.50 м (50 см). AWC = Δθ × D × 1000 = 0.16 × 0.50 × 1000 = 80 мм. Значит в этом слое почвы можно извлечь примерно 80 мм воды до достижения WP.
Пример 2. То же самое для глубины 1 м: AWC = 0.16 × 1.0 × 1000 = 160 мм. Примечание: реальная полезная вода доступна в зависимости от глубины корневой системы растения.
Что влияет на значения FC, WP и AWC
- Текстура почвы: пески держат меньше воды (меньшее FC), глины — больше (большее WP и FC, но иногда большая способность к удержанию воды в micropores).
- Структура и пористость: крупные поры дают дренаж и меньше FC, мелкие поры удерживают воду лучше.
- Засоленность, органическое вещество, влажность воздуха — тоже влияют на доступность воды.
- Глубина корневой зоны растения: чем глубже корни, тем больше суммарная доступная вода может быть использована за период.
Как измерить FC и WP на практике (коротко)
- Гравимметрический метод: взять образец почвы, взвесить сырым, высушить до постоянного веса (105°C), снова взвесить. Из массы можно получить влагосодержание, затем привести к θ (объемной влажности) при учете плотности почвы.
- Прямые датчики влажности/мегцевременные методы: TDR, емкостные датчики, tensiometers помогают оценить текущую влажность и приблизительно FC/WP через калибровку.
- Примечание: для точных FC/WP под конкретный участок лучше пользоваться лабораторными данными для текстуры почвы.
Практическая полезность
- Учет AWC позволяет планировать ирригацию: поддерживать почву в диапазоне между FC и WP, чтобы корни могли эффективно поглощать воду.
- При длительной засухе ориентируйтесь на уровень WP, при нормальном режиме — на поддержание влаги близко к FC.
- Улучшение влагоемкости: добавление органического вещества, обогащение почвы структурой, мульчирование, снижение уплотнения, что увеличивает эффективную пористость и AWC.
Короткая памятка
- FC ≈ влажность после стока воды под действием силы тяжести; WP ≈ влажность при увядании.
- AWC = FC − WP (по объему).
- Для объема воды на площадь за заданную глубину D: AWC_mm = (FC − WP) × D × 1000.
- Тип почвы сильно влияет на диапазоны FC, WP и итоговую AWC.
Если хочешь, могу привести точные значения FC/WP для твоей конкретной почвы (по текстуре) и рассчитать AWC для заданной глубины корневой зоны. Или могу предложить небольшую задачу для самостоятельной практики.
