Взаємозв’язок ґрунту та води

Вологість ґрунту найбільше обмежує потенціал виробництва кормів у напівзасушливих регіонах. Орієнтовна ефективність використання води для зрошувальних та суховодних систем виробництва сільськогосподарських культур становить 50%, а наявна ґрунтова вода має великий вплив на рішення, які виробники приймають протягом року. Вологість, доступна для росту рослин, становить приблизно 0,01% загальносвітової води, що потрапляє до ґрунту.

Розуміючи трохи фізичні властивості ґрунту та його зв’язок із вологою, можна приймати кращі рішення щодо управління поливом. Текстура та структура ґрунту значно впливають на інфільтрацію води, її проникність та водоутримуючу здатність.

Текстура відноситься до складу ґрунту з точки зору частки дрібних, середніх та великих частинок (глина, мул і пісок відповідно) у певній ґрунтовій масі. Наприклад, грубий ґрунт – це пісок або суглинок, середній – суглинок або мул, а тонкий – це піщана глина, мулиста глина або глина.

Структура ґрунту описується як розташування частинок (піску, мулу та глини) у стійкі одиниці, які називаються агрегатами. Вони надають ґрунту структуру. Агрегати можуть бути пухкими та розсипчастими або утворювати чіткі, однорідні візерунки. Наприклад, зерниста структура пухка і розсипчаста, блокова структура має шість сторін і може мати кутові або закруглені сторони, а пластинчаста структура багатошарова і може вказувати на проблеми ущільнення.

Пористість ґрунту – це простір між частинками, який складається з різної кількості води та повітря. Пористість залежить як від текстури, так і від структури ґрунту. Наприклад, тонкий ґрунт має менші, але більш численні пори, ніж грубий. Грубий ґрунт має більші частинки, ніж тонкий, але він має меншу пористість або загальний простір пор. У дрібних порах вода може утримуватися міцніше, ніж у великих, тому дрібні ґрунти можуть утримувати більше води, ніж грубі.

Інфільтрація води – це рух води з поверхні в нижні шари. Текстура, структура ґрунту та схил мають найбільший вплив на швидкість інфільтрації. Вода переміщується під дією сили тяжіння у відкриті порові простори в ґрунті, а розмір частинок та їх відстань визначають, скільки води може надходити до них. Швидкість інфільтрації вища у тонких ґрунтах.

Проникність відноситься до руху повітря і води через ґрунт. Це важливо, оскільки це впливає на надходження до кореневої зони вологості та поживних речовин, доступних для засвоєння рослинами. Проникність ґрунту визначається відносною швидкістю руху вологи та повітря через найбільш обмежувальний шар у межах верхніх 100 см ефективної кореневої зони. Вода і повітря швидко проникають у грубі ґрунти з зернистими надрами, які, як правило, пухкі у вологому стані і не обмежують рух води або повітря. Повільна проникність характерна для помірно дрібного надру з кутовою або підкутною блоковою структурою. Він твердий у вологому стані та коли висихає.

Водоутримуюча здатність контролюється насамперед текстурою ґрунту та органічними речовинами. Ґрунти з меншими частинками (мул і глина) мають більшу площу поверхні, ніж з більшими частинками (наприклад, пісок), а велика площа поверхні дозволяє ґрунту утримувати більше води. Іншими словами, ґрунт з високим відсотком мулу та глинистих частинок, що можна назвати дрібним, має більшу водоутримуючу здатність.

Надлишок або гравітаційна вода швидко стікає з поверхні після сильного дощу через сили тяжіння (точка насичення до ємності поля). Рослини можуть використовувати невелику кількість цієї води, перш ніж вона вийде з кореневої зони. Доступна вода утримується в ґрунті після того, як надлишок злиється (ємність поля до точки в’янення). Ця вода є найважливішою для рослинництва або кормового виробництва. Рослини можуть використовувати приблизно 50% його, не проявляючи стресу, але якщо доступно менше 50%, може виникнути стрес від посухи. Недоступна вода – це вологість ґрунту, яка настільки міцно утримується в структурі, що не може бути вилучена рослиною. Вода залишається в ґрунті навіть нижче точки в’янення рослин.

Текстура ґрунту значно впливає на доступність води. Піщаний ґрунт можна швидко наповнити вологою, але він не здатний утримувати стільки води, скільки ґрунти з більш важкими текстурами. У міру того, як текстура стає важчою, точка в’янення збільшується, тому що дрібнозернисті ґрунти з вузьким розставленням пор утримують воду щільніше, ніж маси з широким розставленням пор.

Ґрунт – цінний ресурс, що підтримує життя рослин, а вода – невід’ємний компонент цієї системи. Рішення щодо управління видами сільськогосподарських культур, популяцій рослин, планування поливу та кількості азотних добрив залежать від кількості вологи, доступної культурам протягом усього періоду вегетації. Розуміючи деякі фізичні характеристики, можна краще визначити сильні та слабкі сторони різних типів ґрунтів. А сучасні технології допоможуть використати потенціал наявного ґрунту максимально ефективно.