какая влага частично доступна растениям
Влажность почвы
Влажность замедленного роста растений. Таким образом, нижней границей доступной для растений влаги есть влажность устойчивого увлажнения (В.У), а верхней – наименьшая влагоёмкость (Н.В). Вода, которая находится в этих пределах, составляет диапазон доступной влаги.
Однако в этих пределах не вся вода одинаково доступна для растений. При уменьшении влажности ниже НВ ещё задолго до достижения ВУ растения начинают ощущать явные признаки угнетения, и это сказывается на урожайности.
Категории влажности почвы
Такой уровень увлажнения получил название влажности замедленного роста растений. Эта гидрологическая характеристика очень важная для земледелия в условиях орошения, при наступлении которой чаще всего назначают сроки полива. По величине влажность замедленного роста растений близка к влажности разрыва капилляров.
Доступность почвенной влаги для растений зависит в значительной степени от подвижности воды в почве. Так как подвижность почвенной влаги при различных уровнях увлажнения неодинакова, то неодинакова и её доступность для растений. Поэтому по показателям доступности для растений А.А. Роде (1963) выделяет такие категории почвенной влаги.
Легкодоступная влага
Которая переходит в избыточную – находится в пределах от полной (ПВ) до наименьшей (НВ) влагоёмкости. В этом интервале растения могут снабжаться влагой беспрепятственно. При приближении к полной влагоёмкости могут создаваться существенные препятствия для поступления в почву воздуха.
Среднедоступная влага
От наименьшей влагоёмкости до влажности разрыва капиллярных связей (ВРК). При снижении влажности до величин, меньше НВ, подвижность влаги заметно падает, но остаётся всё же достаточно высокой, что в сочетании с непрерывным ростом корневых систем создаёт в этом интервале полное обеспечение растений водой.
Труднодоступная влага
От влажности разрыва капиллярных связей (ВРК) до влажности устойчивого увядания (ВУ). При переходе через ВРК подвижность влаги сильно снижается вследствие того, что влага в почве остаётся только в форме плёнок непрочно связанной воды и влагопроводность значительно снижается.
Поэтому со снижением влажности от величины ВРК и ниже снабжение растений водой утрудняется. Уровень этого утруднения зависит, естественно, и от условий транспирации. Чем она менее интенсивна, тем меньше страдают растения от утруднения поступления влаги, и наоборот.
При переходе влажности через величину ВРК доступность влаги для растений значительно уменьшается как вследствие уменьшения влагопроводности, так и вследствие уменьшения осмотического давления почвенного раствора и величины сорбционных сил, поэтому растению надо развивать всё большее и большее всасывающее давление.
Следует отметить, что название «труднодоступная» по отношению к этой категории есть условным поскольку степень доступной почвенной влаги в этом интервале влажности заметно возрастает будучи очень низким в её нижней границе (ВУ) и значительным в верхней (ВРК).
Очень труднодоступная
От влажности устойчивого увядания (ВЧ) от максимальной адсорбционной влагоёмкости (МАВ).
С дальнейшим обезвоживанием почвы в растении начинают наблюдаться признаки устойчивого завядания, то есть такие признаки, которые не исчезают и после их переноса в камеру с воздухом, насыченым водяным паром.
В то же время и при этой влажности в почве остаётся ещё некоторое количество влаги, доступной для растений, поэтому и при влажности почвы ниже величины ВУ усвоения воды растениями продолжается, хотя и очень медленно.
Недоступная влага – в интервале влажности от максимальной адсорбционной влагоёмкости (МАВ) до нуля. При уменьшении влажности почвы до МАВ поступления почвенной влаги в растения приостанавливается полностью.
Доступность почвенной воды для растений
Доступность почвенной воды для растений
Доступность различных форм почвенной воды растениям является исключительно важной характеристикой, определяющей в значительной степени плодородие почв. Растения в процессе жизни потребляют очень большое количество воды, расходуя главную ее массу на транспирацию и лишь небольшую долю на создание биомассы.
Расход воды из почвы растениями характеризуется двумя показателями: во-первых, транспирационным коэффициентом – отношением количества воды, израсходованной растением, к общему приросту сухого вещества за определенный промежуток времени; во-вторых, относительной транспирацией – отношением фактической транспирации при данной водообеспеченности к потенциальной транспирации при свободном доступе воды. Для большинства культурных растений транспирационный коэффициент (при потенциальной, т. е. обеспеченной свободным доступом воды транспирации) колеблется в пределах 400– 600, достигая иногда 1000; т. е. на создание 1 т сухого органического вещества биомассы расходуется 400– 600 т и более воды из почвы (при условии наличия доступной воды в почве).
Доступность почвенной воды растениям определяется в основном двумя гидрофизическими характеристиками почвы: потенциалом (давлением) почвенной воды и способностью почвы проводить поток воды, т. е. коэффициентом влагопроводности. Интенсивность потока влаги к корням растений (а это и есть количественное выражение доступности воды) будет тем больше, чем больше разность потенциалов воды в корне и почве и чем выше коэффициент влагопроводности.
По отношению к доступности растениям почвенная вода может быть подразделена на следующие категории (по А. А. Роде).
1. Недоступная для растений. Это вся Прочносвязанная вода, составляющая в почве так называемый мертвый запас воды. Недоступность этой воды объясняется тем, что всасывающая сила корней намного меньше сил, которые удерживают эту воду на поверхности почвенных частиц, иначе говоря, всасывающего давления почвенной воды. Мертвый запас воды в почвах соответствует приблизительно максимальной адсорбционной влагоемкости или немного превышает ее.
2. Весьма труднодоступная для растений. Эта категория представлена в основном рыхлосвязанной (пленочной) водой. Трудная доступность ее обусловлена низкой подвижностью этой воды (низким коэффициентом влагопроводности), в силу чего вода не успевает подтекать к точкам ее потребления, т. е. к корневым волоскам. Количество весьма труднодоступной воды в почвах характеризуется диапазоном влажности от максимальной адсорбционной влагоемкости до влажности завядания. Содержание воды в почве, соответствующее влажности завядания, является нижним пределом продуктивной влаги.
3. Труднодоступная вода лежит в пределах между влажностью завядания и влажностью разрыва капилляров. В этом интервале влажности растения могут существовать, но продуктивность их снижается. Уменьшение доступности воды отражается в первую очередь не на внешнем состоянии растений (завядание), а на снижении их продуктивности.
4. Среднедоступная вода отвечает диапазону влажности от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости. В этом интервале вода обладает значительной подвижностью, и растения поэтому могут бесперебойно снабжаться ею.
Какая влага частично доступна растениям
Глава 7. ВОДНЫЕ СВОЙСТВА И ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ
§1. Значение воды в почве
Почва как многофазная система способна поглощать и удерживать воду. В ней всегда находится определенное количество влаги. Вода поступает в почву в виде атмосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении.
Почвенная вода является жизненной основой растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. От содержания воды в почве зависят интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ и формирование почвенного профиля, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, ее физико-механические свойства, то есть, важнейшие показатели почвенного плодородия. Следовательно, почвенная вода оказывает прямое и косвенное влияние на развитие и урожайность растений.
Растения расходуют воду в огромном количестве. Для создания 1 г сухого органического вещества потребляется от 200 до 1000 г воды. Количество воды, затрачиваемое на создание единицы сухого вещества за вегетационный период, называется транcnupaцuoнным коэффициентом. Однако растениями усваивается только часть почвенной влаги, которая удерживается силами, меньшими, чем сосущая сила корней, – продуктивная влага. В процессе фотосинтеза вода вместе с углекислым газом – первичный источник образования органического вещества растений. В воде растворяются питательные вещества, которые с почвенным раствором поступают в растения. Растения нормально развиваются только при постоянном и достаточном количестве влаги в почве. Недостаток, как и избыток, влаги в почве ограничивает продуктивность растений. В этом случае неэффективными становятся различные приемы, направленные на повышение урожаев сельскохозяйственных культур (внесение удобрений, известкование и др.).
Водообеспеченность растений определяется не только количеством поступающей воды в почву, но и ее водными свойствами, способностью почвы впитывать, фильтровать, удерживать, сохранять воду и отдавать ее растению по мере потребления. В одинаковых климатических условиях при равной влажности почвы могут содержать разное количество доступной воды, что зависит от механического состава почв, структурного состояния, содержания гумуса и других показателей, предопределяющих их водные свойства. Поэтому создание благоприятного водного режима в почве – одно из важнейших условий получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в условиях интенсивного земледелия.
§2. Формы воды в почве
Для определения обеспеченности растений доступной водой необходимо знать формы и взаимосвязи воды в почве.
Жидкая и парообразная вода в почве подвергается воздействию различных природных сил: гравитационных, молекулярного притяжения твердой фазы почвы и силы притяжения между молекулами воды. В зависимости от преобладания одной из этих сил почвенная вода имеет различную подвижность и доступность для растений.
Выделяют следующие основные формы почвенной воды, различающиеся между собой прочностью связи с твердой фазой почвы и степенью подвижности: кристаллизационную, гигроскопическую, пленочную, капиллярную, гравитационную.
Кристаллизационная вода – это химически связанная вода, входящая в состав минералов либо в виде гидроксильных групп (Fе(ОН)з, А1(ОН)з, Са(ОН)2), либо в виде целых молекул (например, гипса (CaS04 * 2 Н20), мирабилита (Na2SО4 * 10 Н2О) и др.); выделяется при нагревании почвы до температуры 400 – 600 °С. Химически связанная влага не принимает непосредственного участия в физических процессах, протекающих в почве, и растениям недоступна.
Гигроскопическая влага. Часть воды, находящейся в воздухе в виде пара, поглощается поверхностью почвенных частиц, образуя гигроскопическую влагу – одну из форм так называемой сорбционной воды, т.е. удерживаемой силами сорбции. Содержание этой влаги зависит от: относительной влажности и температуры воздуха (чем влажнее воздух и ниже температура, тем ее больше в почве), содержания органического вещества (чем богаче почва гумусовыми веществами, тем ее больше) и механического состава (при прочих равных условиях почва суглинистая или глинистая всегда будет содержать больше гигроскопической влаги, чем почва песчаная или супесчаная). Наибольшее количество гигроскопической воды, поглощенное почвой и выраженное в процентах от массы сухой почвы, называется максимальной гигроскопичностью (МГ). Такое количество влаги почва может поглотить из воздуха, имеющего относительную влажность, близкую к 100 %. Максимальная гигроскопическая влажность – величина, постоянная для каждой почвы, так как она определяется при постоянных температуре и относительной влажности воздуха. Может колебаться для песчаных почв от 0,1 до 1,5 в глинистых, гумусированных – до 10 – 15, в органогенных – до 20 – 40 % от веса сухой почвы. Молекулы гигроскопической воды удерживаются на поверхности почвенных частиц с большой силой, поэтому удалить их можно лишь продолжительным нагреванием почвы при 105 °С. Следовательно, для растений гигроскопическая влага недоступна.
МГ используют для выяснения мертвого запаса влаги (МЗВ) в почве – количество влаги в почве, при котором растения начинают устойчиво завядать, так как эта вода не может быть использована растениями. Он равен 1,5 • МГ, т.е. в состав мертвого запаса влаги входит еще пленочная вода.
Пленочная вода покрывает почвенные частицы следующим за гигроскопической влагой слоем, также удерживается силами межмолекулярного притяжения, но слабее, поэтому является частично доступной (для взрослых растений). Кристаллизационная, гигроскопическая и пленочная формы воды относятся к прочносвязанной воде и составляют МЗВ.
Влага, которая содержится в почве сверх мертвого запаса, называется продуктивной. Благодаря этой влаге формируется урожай сельскохозяйственных растений.
Свободная вода не связана силами притяжения с почвенными частицами, доступна растениям, передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил. В связи с этим выделяют капиллярную и гравитационную воду.
Капиллярная вода заполняет тонкие (капиллярные) поры почвы и передвигается в них под влиянием капиллярных (менисковых) сил. Высота подъема воды тем выше, чем тоньше капилляр. В зависимости от характера увлажнения различают капиллярно- подвешенную и капиллярно-подпертую воду. При увлажнении почвы сверху (атмосферные осадки, оросительные воды) формируется капиллярно-подвешенная вода, не связанная с грунтовыми водами и находящаяся в верхней части профиля почв. Капиллярно-подпертая формируется при увлажнении снизу и поднимается от зеркала грунтовых вод. Почвенный слой, в котором она распространяется, называется капиллярной каймой, и мощность его зависит от водоподъемной способности почвы. Капиллярная вода легкодоступна для растений и является основным источником их водного питания. Разновидностью капиллярной воды является стыковая влага, находящаяся в почвах с атмосферным увлажнением, которая представляет собой влагу, удерживаемую между частицами почвы и не проходящую вниз.
Если почву, в которой все капиллярные поры уже заполнены водой, продолжать увлажнять, то влагой будут заполняться некапиллярные промежутки. Эта влага, свободно передвигающаяся в почве и подчиненная в своем движении силе тяжести, называется гравитационной. Гравитационная влага может передвигаться в почве только из верхних слоев вниз. Просачиваясь вниз, она либо является источником питания грунтовых вод, либо распределяется по толще почвы и переходит в другие формы воды. Гравитационная влага легкодоступна растениям, но избыточна (т.к. мало воздуха и нарушается газообмен) и поэтому непродуктивна. Полное насыщение почвы водой возможно после таяния снега или длительных дождей, однако это явление кратковременное.
Грунтовые воды играют важную роль в водном питании растений. Подходя близко к поверхности почвы, в северных районах они вызывают заболачивание, а в южных – засоление почвы. Критическая глубина залегания грунтовых вод, при которой происходит засоление почв на юге, колеблется в пределах 1,5 – 2,5 м.
§3. Водные свойства почвы и основные почвенно-гидрологические константы
Водный режим почвы зависит не только от количества атмосферных осадков, но и в значительной мере от водных свойств самой почвы. К главнейшим водным свойствам относятся водопроницаемость, водоподъемная способность (или капиллярность), влагоемкость.
Водопроницаемость – это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость измеряется объемом воды, протекающей через единицу площади поверхности почвы в единицу времени, выражается в мм водного столба в единицу времени.Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Впитывание происходит при поступлении воды в почву, не насыщенную водой, а фильтрация начинается тогда, когда большая часть пор почвы заполняется водой. Впитывание воды обусловлено сорбционными и капиллярными силами, фильтрация – силой тяжести.
Водопроницаемость зависит от механического состава, структуры (у структурных почв выше, чем у бесструктурных), содержания гумусовых веществ (в целом от общего объема пор в почве и их размера), а также от состава поглощенных катионов: натрий уменьшает водопроницаемость, а кальций – увеличивает. В легких по механическому составу почвах поры крупные и водопроницаемость всегда высокая. В почвах тяжелого механического состава с глыбисто-пылеватой структурой и плотных бесструктурных почвах водопроницаемость низкая. После оструктуривания такие почвы в несколько раз улучшают фильтрационную способность (суглинистые и глинистые почвы, обладающие водопрочной комковато-зернистой структурой, также отличаются высокой водопроницаемостью).
Хорошо водопроницаемыми считаются почвы, в которых вода в течение первого часа проникает на глубину до 15 см. В средневодопроницаемых почвах вода за первый час проходит от 5 до 15 см, а в слабоводопроницаемых – до 5 см. От этого свойства зависит степень использования водных ресурсов. При слабой водопроницаемости часть атмосферных осадков или оросительной воды стекаетпо поверхности, что приводит к непродуктивному расходованию влаги, могут происходить вымокание культур, застаивание воды на поверхности и развиваться эрозия почвы. При очень высокой водопроницаемости не создается хороший запас воды в корнеобитаемом слое почвы, а в орошаемом земледелии наблюдается большая потеря на полив.
Водоподъемная способность – свойство почвы поднимать содержащуюся в ней влагу за счет капиллярных сил (вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение). Высота капиллярного поднятия воды зависит от диаметра капилляров: чем они тоньше, тем выше поднятие, и наоборот. Поэтому водоподъемная способность растет от песчаных почв к суглинистым и глинистым. Максимальная высота подъема воды над уровнем грунтовых вод для песчаных почв 0,5 – 0,8 м, для суглинистых – 2,5 – 3,5 м, в глинистых почвах – 3,0 – 6,0 м.Скорость подъема зависит от размера пори вязкости воды, обусловливаемой ее температурой. По крупным порам вода поднимается быстрее, чем в почвах с тонкими капиллярами.С повышением температуры уменьшается вязкость воды, поэтому скорость ее капиллярного поднятия повышается. Растворенные в воде соли также оказывают значительное влияние на скорость капиллярного подъема. Минерализованные грунтовые воды в отличие от пресных поднимаются к поверхности по капиллярам с большей скоростью.
Благодаря капиллярным явлениям и водоподъемной способности почв грунтовые воды участвуют в дополнительном снабжении растений водой, особенно в засушливые годы, развитии восстановительных процессов и засолении почвенного профиля.
Влагоемкость – способность почвы впитывать и удерживать определенное количество воды. Выражается в % к весу сухой почвы. Эта способность зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава поглощенных катионов. Высокая влагоемкость характерна для глинистых почв, богатых коллоидами, с высоким содержанием гумуса. Высокой влагоемкостью обладают почвы, содержащие известь, хлориды, слабовлагоемкие песчаные почвы.
Различают следующие виды влагоемкости: максимальную гигроскопическую, капиллярную, полевую и полную.
Максимальная гигроскопическая влагоемкость (МГВ) – это наибольшее недоступное растениям количество влаги (мертвый запас влаги), которое прочно удерживается молекулярными силами почвы (адсорбцией). Величина этой влагоемкости зависит от суммарной поверхности частиц, а также содержания гумуса: чем больше в почве илистых частиц и гумуса, тем она выше.
Капиллярная влагоемкость – максимальное количество воды (капиллярно-подпертой влаги), которое удерживается в почве над уровнем грунтовых вод при заполнении капиллярных пор. Кроме свойств почвы, величина капиллярной влагоемкости зависит от высоты над зеркалом грунтовых вод. Вблизи грунтовых вод она наибольшая, а с поднятием к поверхности уменьшается и на границе капиллярной каймы равна наименьшей влагоемкости.
Наименьшая влагоемкость (НВ), или предельная полевая влагоемкость (ППВ) – это наибольшее количество воды, которое остается в почве после ее полного увлажнения и свободного стекания избыточной воды. Величина наименьшей влагоемкости зависит от гранулометрического и минералогического состава, плотности и пористости почвы. Она соответствует величине капиллярно-подвешенной воды. Наименьшая влагоемкость – важнейшая характеристика водных свойств почвы, дающая представление о наибольшем количестве воды, которое почва способна накопить и длительное время удерживать. Она составляет (в % от веса абсолютно сухой почвы): для песчаных – 4 – 9, супесчаных – 10 – 17, легко- и среднесуглинистых – 18 – 30, тяжелосуглинистых и глинистых – 23 – 40. Наибольшие значения ППВ характерны для гумусированных почв тяжелого механического состава, обладающих хорошо выраженной макро- и микроструктурой.
Полной влагоемкостью (ПВ) называется наибольшее количество воды, которое может вместить почва при полном заполнении всех ее пор водой при отсутствии оттока (численно равна пористости почвы).
Оптимальной влажностью для большинства культурных растений условно принято считать влажность, приблизительно равную 50 % полной влагоемкости данной почвы. Для большинства зерновых культур оптимальная влажность составляет 30 – 50 %, для зернобобовых – 50 – 60 %, технических растений и корнеплодов – 60 – 70 %, сеяных луговых трав (злаков и бобовых) – 80 – 90 % ПВ почвы. Поэтому оптимальная влажность почвы для разных растений и почв должна несколько отклоняться от условно принятой.
Полевая влажность (WП) характеризует содержание влаги в почве на данный момент, выражается в % к массе сухой почвы.
Из общего количества влаги, содержащейся в почве при ее полном насыщении, выделяют такие пограничные значения влажности, при которых меняются поведение воды и ее доступность растениям. Границы значений влажности, характеризующие пределы появления различных категорий почвенной влаги, называются почвенно-гидрологическими константами. Наиболее широко используются следующие: максимальная гигроскопическая влагоемкость, влажность разрыва капилляров (ВРК), влажность завядания (ВЗ), наименьшая влагоемкость (НВ) и полная влагоемкость (ПВ).
При влажности НВ вся система капиллярных пор заполнена водой, поэтому создаются оптимальные условия влагообеспеченности растений. По мере испарения и потребления воды растениями теряется сплошность заполнения водой капилляров, уменьшаются подвижность воды и доступность ее растениям. Влажность, при которой происходит разрыв сплошного заполнения капилляров водой, называется влажностью разрыва капилляров (ВРК). Это важная гидрологическая константа почвы, характеризующая нижний предел оптимальной влажности. Для суглинистых и глинистых почв ВРК составляет 65 – 70 % НВ.
Влажность завядания растений – это почвенная влажность, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, т.е. это нижний предел доступной растениям влаги (численно равна 1,5 * МГ). Влажность завядания зависит от вида растений и свойств почвы. Чем тяжелее механический состав почвы, чем больше в ней органического вещества, тем выше ВЗ. В среднем она составляет: в песках – 1 – 3 %, в супесях – 3 – 6 %, в суглинках – 6 – 15 %, в торфяных почвах – 50 – 60 %.
Для растений доступна только та часть почвенной влаги, которая может быть усвоена в процессе жизнедеятельности. Она называется продуктивной влагой, так как используется для образования урожая и вычисляется как разница между ППВ и ВЗ. Зная количество продуктивной влаги, можно рассчитать урожай растений (1 % продуктивной влаги дает 1 ц зерна) и дефицит влаги.
Продуктивный запас влаги (ПЗВ) в определенном слое (или почвенном профиле) вычисляют, зная общий запас воды (ОЗВ) в этом слое и запас труднодоступной воды (ЗТВ). Запас воды определяют для каждого почвенного горизонта по формуле:
О влажности, требуемой растениям и влагоемкости почвы
Для нормального роста растениям нужна вода. Основное количество воды растения берут из почвы. За тысячелетия выращивания различных культур накопилось понимание, какой культуре какая влажность нужна. Однако, только с возникновением научной агрономии этот накопленный опыт был систематизирован и выражен в цифрах и методах, которые может каждый повторить и получить такой же результат, вне зависимости от субъективных ощущений.
Итак, растениям нужна вода. Определить количество воды в почве довольно просто, если вы располагаете временем. Этот метод называет выпариванием. Для этого надо взять порцию грунта, точно его взвесить, после чего хорошо прогреть на умеренной температуре, например, 60-80 градусов, и снова взвесить. Разность веса и будет испарившаяся вода. Например, было 130 грамм, стало 100 грамм, значит 30 грамм была вода и абсолютная влажность грунта составляла 30г/100г = 30%.
Это старый и надежный способ, однако он не очень удобный, так как занимает много времени и требует энергии на выпаривание.
Есть надежные и точные профессиональные механизмы (тензиометры) для быстрого определения влажности, но их стоимость слишком высока для обычного огородника.
Как альтернатива дорогим устройствам повсеместно доступны дешевые измерители влажности почвы, которые надо втыкать в грунт, и они показывают какое-то абстрактное число. О таком устройстве пойдет речь ниже, а пока продолжим с теоретической частью.
Знание абсолютной влажности (далее АВ) грунта малополезно, так как никакое растение не сможет забрать всю влагу из грунта вплоть до 0% АВ. А до какого уровня АВ растения могут забирать воду из грунта зависит от его состава, структуры и других факторов. Поэтому, чтобы свести это все общим понятиям было введено понятие влагоемкости. Причем не одной влагоемкости, но несколько разных ее видов. Мы не будем рассматривать все. Рассмотрим две основные и это будет достаточно хорошим приближением, чтобы можно было принимать решение о поливе.
В советской литературе часто можно встретить влажность в % ППВ (полной полевой влажности). В ППВ учитываются некоторые эффекты почвы, но полученное значение мало отличается от НВ, поэтому простому огороднику вполне можно использоваться значение НВ.
Теперь, если подумать, то понятно, что разные виды почв при одной и той же абсолютной влажности будут иметь разную НВ (сравните суглинок и супесью). Для растений же максимальной точкой увлажненности почвы как раз и является наименьшая влагоемкость, так как большая влажность уже не дает возможность дышать корневой системе, т.е. продолжительная жизнь растения невозможна, кроме каких-то особенный культур.
По этой причине, когда в литературе или в справочниках указывают влажность почвы для какого-то растения, то имеют ввиду влажность в процентах от общей влагоемкости.
Предположим абсолютная влажность 10%. Полученная наименьшая влагоемкость составила, например, 260 грамм на 1 кг почвы. Рассчитаем влажность почвы в процентах от НВ.
10% абсолютной влажности означают отношение воды к сухой почве составляет 0.1.
В/СП=0.1
Но, для 1 кг (берем 1 кг, так как для него рассчитаны данные по НВ, это удобно для сравнения)
В+СП=1 кг
Получаем
(1-СП)/СП=0.1
1-СП=0.1СП
1.1СП=1
СП=1/1.1
СП=0,91
В=0,091
Итак, воды в этом грунте содержится 91г на 1000г.
91г/260г=0,35=35% НВ
Влажность грунта по наименьшей влагоемкости составляет всего 35%. Это очень низкое значение и редкое растение сможет нормально развиваться в таких условиях. Например, для картофеля требуется влажность в диапазоне 60-80%
Как же определить наименьшую влагоемкость? Это можно сделать довольно легко с вполне приемлемой точностью, но это займет пару дней.
Наберите 2-3 кг почвы в емкость и хорошо просушите ее в духовке при температуре 60-100 градусов в течение дня, перемешивая каждые пару часов. И оставьте в духовке остывать до следующего утра. Вы получите почву почти с нулевой абсолютной влажностью.
Найдите емкость объемом минимум 1-2л, в которой вы сможете сделать снизу отверстие. Сделайте в нем отверстие около 5мм. Засыпьте туда сухую почву (лучше целое число килограммов). Почва не должна высыпаться через отверстие. Если это происходит, то надо положить на него мелкую сетку. Уплотните почву в этой емкости, но без фанатизма. Равномерно заливайте воду, пока она не начнет литься из отверстия снизу. Дайте почве постоять минут 30, чтобы она вся пропиталась равномерно. Еще пролейте и дайте всей лишней воде уйти через отверстие. После того, как вода прекратит капать из отверстия, пересыпьте и взвесьте мокрую почву, чтобы определить сколько воды смогла удержать почва.
Например, у вас было 500 г почвы в начале, стало 630. Значит почва удержала 130 грамм и общая влагоемкость составила 260г на 1 кг почвы.
Влагоемкость почвы меняется очень медленно и если вы не вносили значительных количеств органики, то в течение сезона она будет стабильной. Поэтому достаточно один раз измерить ее в начале сезона и у вас будет точка отчета для всех измерений до следующего года.
Теперь, о том, как ускорить измерения влажности почвы.
Я купил дешевый прибор 3 в 1 на али экспрессе: https://aliexpress.ru/item/32900387780.html
По заявлению производителя он умеет измерять влажность, освещенность и PH.
На самом деле он измеряет только освещенность и проводимость почвы. Освещенность он измеряет в «попугаях», но их можно откалибровать по люксметру.
Измерение PH насколько сложная задача, что он в принципе не способен это сделать. Для этого покупайте обычные лакмусовые бумажки – лучше способа в домашних условиях нет.
А вот влажность его можно заставить измерять в адекватных единицах, есть провести калибровку для конкретной почвы.
Я снял видео, о том, как провести калибровку этого измерителя и подобных ему:
После проведения калибровки, вы сможете быстро получать примерное значение абсолютной влажности для почвы, по которой проводилась калибровка.
Если у вас есть датчик влажности для ARDUINO, то вы можете откалибровать его подобным же образом и тогда полив станет очень точным под требования растения.
Примеры измерений откалиброванным прибором показаны в этом видео
Проанализируем результаты замеров.
Рекомендуемая влажность почвы для картофеля 60-80%. Если мы знаем, что НВ это 260г на 1 кг почвы, 80% от 260 это 208г воды на 1кг и это 208/1000=20% абсолютной влажности. 60% НВ это 16% АВ. Таким образом, для картофеля на этих конкретных почвах требуется АВ от 16% до 20%, что эквивалентно показаниям на приборе от 5 до 9.
Для картофеля при НВ 20% рост останавливается, а при более 80% начинается гниение.
В показанном примере в наиболее сухих местах прибор показал значение 2, что соответствует примерно 10% АВ. 20% НВ это 5% АВ, так что рост еще не остановился, но воды уже критически мало и ожидать большой урожай без полива не приходится. Урожай особенно сильно пострадает, если полив не будет произведен в момент интенсивного роста клубней.
Для огурцов рекомендуемый диапазон 75-90%. Прибор показал 7. Это примерно 16-20%. 75% НВ это 20% АВ. Таким образом, на следующий день после полива у посаженных огурцов влажность грунта была на минимальном допустимом уровне.
В теплицах под помидорами показания приборы были 4-6, что означает 15-20% АВ. Для томатов рекомендуется около 80% НВ, что для этой почвы эквивалентно 20% АВ. Казалось бы, томаты политы автоматической системой нормально. Однако, здесь надо внести поправку на грунт. В теплицах грунт несколько другой, более насыщен органикой, поэтому его значение НВ должно быть больше, а значит и влажно по НВ скорее всего окажется ниже 20%. Поэтому полив был увеличен. Но правильным было бы провести отдельную калибровку для этого грунта.
Дальнейший рост растений и урожай подтвердил все указанные измерения. Таким образом, даже дешевый и неточный инструмент при должной калибровке может быть надежным подспорьем в уходе за растениями.