Прогноз запасів продуктивної вологи в ґрунті

Дані про вміст вологи в ґрунті самі по собі ще не дозволяють робити висновки про забезпеченість рослин водою. Вони лише характеризують зміни вмісту води в просторі та часі. Практичного значення вони набувають, коли аналізуються разом з водно- фізичними властивостями ґрунту.

Відомо, що не вся вода, яка міститься в ґрунті, доступна рослинам. Тому в агрономічному плані практичне значення має лише запас продуктивної вологи, яка може бути засвоєна рослинами.

Продуктивною вологою називають всю кількість води в грунті понад вологість в’янення (ВВ). Тільки за наявності її рослини можуть рости.

Розраховують вміст продуктивної вологи в ґрунті за формулою

– запас продуктивної вологи в грунті, мм;

– загальний запас води в ґрунті на даний момент, мм;

– запас, води в ґрунті, який відповідає вологості в’янення, мм.

Найвищому зволоженню грунту в польових умовах відповідає найменша вологоємність (НВ). Тому різниця між НВ і ВВ буде відповідати максимально можливим запасам продуктивної вологи (ММЗПВ) в ґрунті. Такий вміст води називають діапазоном активної вологи (ДАВ):

Проте в діапазоні від ВВ до НВ не вся волога однаково легко засвоюється рослинами. Найбільш доступною вважається вода в діапазоні від вологості розриву капілярів (ВРК) до ЦВ,, а в діапазоні від ВВ до ВРК вона менш доступна. Це слід враховувати., при розрахунках норм вегетаційних подивів.

Практичне значення має показник дефіциту вологи (ДВ) в ґрунті. Під дефіцитом вологи в ненасичених водою грунтах розуміють різницю між НВ і фактичною вологістю в даний момент ( ):

Сумарний дефіцит для шарів 0-50 або 0-20 см – основа для розрахунків разової кількості води, яку подають для зрошення. Поливна норма не повинна перевищувати ДВ, щоб не спричинити втрат води з гравітаційним стоком, особливо при близькому заляганні соленосних горизонтів і мінералізованих ґрунтових вод.

На практиці ДВ по шарах ґрунту розраховують за формулою:

– дефіцит вологи, т/га;

– найменша вологоємність грунту, % від маси грунту;

– польова вологість, % від маси грунту;

h – розрахунковий шар ґрунту, см;

– щільність розрахункового шару грунту, г/см3.

Розрахунок норми поливу здійснюють за формулою:

– норма поливу, т/га;

h – розрахунковий шар грунту, см;

– щільність розрахункового шару грунту, г/см .

Важливою агрономічною характеристикою е запаси продуктивної вологи в орному шарі грунту на період посіву культур, а в подальшому в метровому шарі, де розміщується до 90-95% коренів сільськогосподарських культур. Тому спочатку розраховують запаси продуктивної вологи по шарах 0-10 см до глибини 1 м за формулою:

– запас продуктивної вологи, мм;

– польова вологість на даний момент часу, % .від маси

– вологість в’янення, % від маси ґрунту; h – розрахунковий шар ґрунту, см;

– щільність розрахункового шару ґрунту; г/см3.

Далі встановлюють запаси продуктивної вологи (ЗПВ) в орному (0-20 см) і метровому (0-100 см) шарі грунту за формулами:

Оптимальні значення ЗПВ варіюють в широкому інтервалі: від 60-70 мм для картоплі – до 160-180 мм для вівса і інших

В агрономічній практиці треба не лише констатувати наявність вологи в грунті, а вміти прогнозувати її запаси на відповідний період. Л.А. Разумова (1971) розробила методику прогнозу запасів продуктивної вологи в метровому шарі грунту на початок весняно- польових робіт. Вона грунтується на залежності весняних запасів вологи ( ) в грунті від запасів вологи восени ( ) та кількості опадів (r) за осінньо-зимовий період.

Зміни запасів продуктивної вологи протягом зимового періоду описуються такими рівняннями:

для районів зі стійкою зимою

для районів з нестійкою зимою

– зміни запасів продуктивної вологи в метровому шарі за період від дати останнього визначення вологості грунту восени до дати переходу температури повітря через 5 °С навесні, мм; r – кількість опадів за даний період, мм;

d – дефіцит вологості грунту восени, мм (див. формули 3.17, 3.18).

Очікувані запаси продуктивної вологи в грунті навесні будуть дорівнювати:

Приклад розрахунку.

Вихідні дані наведені в таблиці.

Зона

Пункти спостережень

Дата визначення вологості грунту восени

woc

НВ

ЩГ, в г/см3 в шарі 0-100 см

Дата переходу t через 5°С весною

в % від маси ґрунту

Використовуючи вихідні дані:

• 1) розрахувати запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на початок весняно-польових робіт;
• 2) дати оцінку прогнозованим запасам продуктивної вологи. Пункт спостереження – Луцьк. Для району із стійкою зимою (таблиця 5.1 додатків до підрозділу 3.5) використовуємо формулу (3.23) ΔW = 0.115•r+0,56•d-20.

Згідно таблиці 5.2 (додатків до підрозділу 3:5) підраховуємо r – кількість опадів за період з 10.09. до дати переходу t повітря через 5°С навесні згідно таблиці 5.1 (додатків до підрозділу 3.5) – 3.04; Отже, r = (49:30) • 20+40+35+33+26+27+29+(35:30) • 2 = 226.2 мм.

З умови завдання:

d= (WHB-Wl)hdv = (13,2-8,9) • 100 • 1,62=697 т/га = 69,7 мм. Тоді: ΔW = 0,115 • 226,2 + 0,56 • 69,7 – 20 =45,0 мм.

Wвес = Wос + ΔW = (8,9 • 100 • 1,62) : 10 +45,0 = 144,2 + 45,0 = 189.2 мм.

Згідно шкали, приведеної в таблицях 5.3, 5.4 (додатків до підрозділу 3.5), прогнозовані запаси продуктивної вологи дуже добрі, клімат грунту – вологий.

Продуктивна волога в ґрунті: визначення запасів і поради щодо збереження

Дощ та волога в ґрунті є надзвичайно важливими для фермерів, адже кожна посівна кукурудзи, пшениці гороху чи іншої культури починається із визначення готовності грунту, зокрема і його вологості. Нестача вологи, все більш характерна для нашого клімату, змушує фермерів вдаватися до різних, іноді незвичних, способів керувати погодою, або відроджувати зрошення на полях.

Яке значення має волога для рослин? Як правильно оцінити її кількість у ґрунті? Якою видалася весняна посівна кампанія 2020 року та що робити, аби зберегти ту дорогоцінну вологу? Спеціально для Kurkul.com про це розповів Сергій Хаблак, начальник відділу впровадження та моніторингу технологій в рослинництві холдингу A.G.R Group.

Що таке продуктивна волога в ґрунті?

Запаси продуктивної вологи в ґрунті — це кількість вологи понад вологості стійкого в’янення рослин, що використовують сільгоспкультури для нарощування зеленої маси і формування врожаю.

Вологістю стійкого в’янення, або коефіцієнтом в’янення, називають мінімальний запас вологи у ґрунті, при якому рослини залишаються зів’ялими до тих пір, поки у ґрунт не надійде вода. Така волога недоступна рослинам і вважається мертвим запасом. Вологість стійкого в’янення являє собою нижню межу діапазону вологості ґрунту, в якому можливий ріст рослин.

Отже, запаси продуктивної вологи є одним із основних факторів родючості. Можливість регулювати режим вологозабезпечення служить основою розробки раціональної агротехніки. Тому визначення запасів продуктивної вологи в грунті є найбільш поширеним ґрунтовим аналізом.

Глибина визначення запасів вологи залежить від задач фермера і культур, які будуть посіяні. Контролювати показник вологості можна у поверхневому шарі, на глибині 20 см і 100см, тобто в метровому шарі ґрунту.

Як визначити запас вологи в ґрунті?

Зробити аналіз ґрунту і визначити запаси продуктивної вологи можна у будь-якій приватній чи державній агрохімічній лабораторії. За допомогою спеціального бура на полі відбирають зразки землі, поміщають їх у спеціальні ємності та доставляють в лабораторію для дослідження.

Найбільш поширеним і надійним способом вимірювання вологості ґрунту є термостатно-ваговий метод Він полягає у висушуванні зразків різними способами, наприклад, за допомогою високих температур. Основа цього методу полягає в різниці маси ґрунту до та після висушування. Він досить трудомісткий і потребує спеціального обладнання, але є єдиним прямим і точним методом визначення вологості ґрунту.

Для визначення вологості потрібні такі інструменти:

• Бур для забору проб завдовжки 60-100 см (залежно від глибини кореневмісного шару грунту), на якому через кожні 10 см нанесені мітки.
• Термостійкі стаканчики (бюкси), зазвичай алюмінієві, які попередньо зважують пустими і на кришці пишуть цю початку вагу.
• Зручна коробка, куди щільно виставляються стаканчики для транспортування в поле.

Результат аналізу вологості ґрунту показує, скільки міліметрів продуктивної вологи міститься в обраному шарі. Дані можна легко інтерпретувати відповідно до шкали оцінки запасів продуктивної вологи ґрунту.

«У зв‘язку зі зміною клімату вся Україна вже стала зоною ризикованого землеробства. Раніше мова шла лише про Степ, але тепер це стосується і Лісостепу, і Полісся. Якщо, наприклад, для Чернігівської та Київської області річна норма опадів складала близько 700 мм, то зараз цей показник зменшився на 40-50%», — ділиться Сергій Хаблак, начальник відділу впровадження та моніторингу технологій в рослинництві холдингу A.G.R Group.

За словами експерта, через нестачу опадів узимку, цьогоріч цілком можна очікувати зниження врожайності основних сільгоспкультур майже на 20%. До всього додалися складні агрометеорологічні умови весни, через що сходи й розвиток рослин суттєво уповільнилися.

Весна-2020 і посівна в A.G.R Group в умовах посухи

Весна для посівної кампанії в Україні, у тому числі в холдингу A.G.R Group, була непростою і з низкою природних катаклізмів Сильно на терміни сівби у квітні вплинула недостатня кількість вологи в ґрунті.

На полях, які обробляють у кластерах холдингу A.G.R Group, нестача опадів протягом зимово-весняного періоду 2020 року склала від 15,8 до 54%, порівняно з аналогічним періодом попереднього року.

«У метровому шарі ґрунту в березні 2020 року виявилося приблизно на 50% менше вологи, ніж торік. Вологість ґрунту навесні поточного року через малу кількість опадів перебуває в критичному стані. Вологозапаси в метровому шарі становили від 50 до 92 мм. Для отримання високих врожаїв культур цей показник мав би бути на рівні 120-150 мм вологи», — розповів Сергій Хаблак.

Сівозміну компанії складають соя та кукурудза. Від соняшника та пшениці тут відмовилися кілька років тому, адже саме в умовах дефіциту вологи та багатьох інших чинників ця культура є занадто ризикованою для вирощування.

«Наші господарства, в основному, вирощують кукурудзу та сою, тобто використовують американську сівозміну. Тобто 2 роки сіють, наприклад, кукурудзу, ще 2 роки — сою. Ці культури давали непогані результати, і на даному етапі було прийняте рішення, що вирощуємо ці культури», — більш детально пояснив Серій Хаблак.

Середня врожайність кукурудзи в A.G.R Group у 2019 році склала 8,9 т/га, у 2018 році — 9,8 т/га у сухому заліку. Сої ж торік зібрали по 2,9 т/га, позаторік — 3 т/га. Експерт каже, що 2018 рік видався досить успішним для культур і компанії. Але сезон 2019 року ознаменувався тим, що випало майже на чверть менше опадів, ніж попереднього року, а отже, це негативно позначилося на врожайності культур.

Посів цієї весни, як і зазвичай, проводили у встановлені агротехнічні терміни в досить прогрітий ґрунт. Оптимальний час посіву кукурудзи настає при досягненні температури +8…+12°С на глибині 5-10 см. Для сої земля мала прогрітися до +12…+14°С. Сучасні гібриди, за свідченнями виробників, менш вимогливі до тепла, тому подекуди їх можна висівати при температурі грунту +6…+8°С.

Кожна доба запізнення сівби кукурудзи після оптимального строку знижує врожайність цієї культури на 1%. Тобто запізнення на тиждень означає зниження врожайності на 7%, запізнення на два тижні — на 14%, на три тижні — на 21%.

У зв’язку з погодними умовами, на кластерах A.G.R Group приблизно почали посівну кампанію за наступним графіком:

• у Полтавській області (Лохвицький і Гребінківський кластери) — 10 квітня
• у Київській області (Броварський кластер) — 16 квітня
• У Чернігівській області — 20 квітня.

Під час сівби аграрії спостерігали ряд негативних явищ: сильне коливання між денними і нічними температурами від +18°С до -2. -3°С, сильні вітри, що зносили верхній шар ґрунту, і тривала посуха, яка почалася в грудні минулого року і тривала практично до кінця квітня.

Погода навесні 2020 року та її наслідки для сільгоспкультур

До середини і кінця посівної (наприкінці квітня і на початку травня) через рясні дощі запаси вологи на полях в посівному шарі прийшли до норми. На деяких полях в результаті сильних дощів спостерігалося перезволоження ґрунту, місцями навіть затоплення. До кінця посівної і при внесенні страхових гербіцидів на перших посівах кукурудзи в першій і другій декадах травня відзначалися приморозки до 0. -1°С, повернення холодів після теплого періоду і різкі перепади температур.

«Небезпеку для кукурудзи представляють різкі перепади температур, які прямо впливають на отримання дружніх сходів. При перепадах температур вночі у верхніх шарах ґрунту теплішими залишаються нижні горизонти, куди починає через термотропізм опускатися паросток, а коріння — підніматися до поверхні в сторону меншої температури. При нормалізації перепадів температур все відновлюється, але збільшується час для виходу паростка на поверхню ґрунту. Через це існує великий ризик того, що сходи можуть бути ослабленими, а місцями не з’явитися зовсім», — зазначив Сергій Хаблак.

При температурі ґрунту нижче 6°С на глибині загортання насіння процеси проростання зупиняються, але тривають процеси набухання і накопичення вологи. При таких умовах може статися загнивання насіння і проростків.

При поверненні холодів після теплого періоду ферментні системи паростка, які регулюють поділ клітин і контролюють напрямок росту, не в змозі нормально функціонувати. Може бути так, що колеоптиль передчасно розкривається, показуючи зародкові листочки. Через це паросток просто не в змозі пробити посівний шар ґрунту і скручується.

При появі сходів на поверхні ґрунту у деяких регіонах України відмічалося пошкодження листків кукурудзи приморозками нижче -2. -3°С, що призводило до зміни їхнього кольору і навіть відмирання. Знаходження точки росту нижче поверхні грунту аж до фази 5-6 листків дозволяє захистити рослини від загибелі при низьких температурах на поверхні ґрунту і відновити вегетацію кукурудзи.

«При вирощуванні культур нам влітку доведеться нелегко через незвичайний характер погоди, обумовлений зміною клімату. Прогнозують, що погода влітку 2020 року буде позмінно холодною і гарячою, сухою і, можливо, дощовою в кінці літа. Від стадії 6-го листка рослини кукурудзи починають активно засвоювати воду аж до викидання волоті. Якщо не буде достатньої кількості опадів в червні-липні, коли інтенсивно зростає і цвіте кукурудза, і липні-серпні, коли цвіте і наливається соя, то цей рік буде складним на отримання високих врожаїв цих культур», — озвучив побоювання фахівець.

Сергій Хаблак наголошує, що критичний період щодо вологозабезпечення кукурудзи починається приблизно із фази 6-го листа і триває до цвітіння та наливу зерна. Бажано, аби в такий період ця культура отримувала від 20 до 40 мм опадів на місяць. Якщо вологи не буде, тоді можна не сподіватися на отримання великих врожаїв.

Критичний періодом для сої щодо наявності вологи починається тоді, коли соя починає цвісти і наливатися (липень-серпень).

Як зберегти вологу в ґрунті: поради фахівця

На кластерах холдингу A.G.R Group для збереження та накопичення вологи в ґрунті використовують, в основному, мінімальний обробіток (глибоке рихлення).

«Я вважаю, що найкраща технологія — це мінімальна технологія. Зараз для неї вже створили безліч універсальних агрегатів, які спокійно можуть робити кілька операцій одночасно. А якщо немає такого обладнання, то можна скоригувати роботу на полі так, аби все встигли зробити максимально швидко. Ці нюанси залежать від того, яка техніка і які можливості є в господарстві», — резюмував Сергій Хаблак.

Одразу після збирання культур в A.G.R Group проводять обробку ґрунту без розриву між процесами. Відтак восени часу на вимірювання залягання плужної підошви і ущільнення не залишається.

Агрономи холдингу міряють плужну підошву і ущільнення на полях навесні, поки є волога в землі. Адже ґрунт у кінці травня починає висихати, і дізнатися його щільність за допомогою пенетрометра трошки згодом буде набагато складніше.

На підставі результатів вимірювання в компанії експерти розробляють стратегію осіннього обробітку ґрунту у всіх кластерах, які можуть подекуди відрізнятися.

У Лохвицькому та Гребінківському кластерах замість оранки поступово переходять до глибокого рихлення і зривання плужної підошви. При цьому операцію роблять так, аби лапа глибокорозпушувача йшла на 3-5 см глибше залягання плужної підошви. При знятті плужної підошви рихлення на глибину до 40 см проводитимуть раз на 4-5 років, а між цими роками робитимуть розпушування на 20-22 см для сої та на 25-27 см для кукурудзи. Сергій Хаблак припускає, що, можливо, у техкарті залишиться тільки розпушування дисками на глибину від 10 до 14 см.

У Броварському і Чернігівському кластерах через піщані ґрунти глибокорихлення на глибину до 35 см проводитимуть раз у два роки.

Згідно підрахунків експертів у A.G.R Group, така технологія обробітку ґрунту дозволить заощадити витрати пального та інші витрати, завдяки необов’язковому розпушуванню на велику глибину.

Крім того, у компанії практикують мінімальний розрив у часі між обробітками і взагалі відмовилися від передпосівної культивації, наприклад, для кукурудзи. А от для сої тут спочатку проводять закриття вологи боронами чи іншими агрегатами і потім роблять другий «прохід» компактоматом на мінімальну глибину 4-5 см.

«Будь-хто з аграріїв має розуміти, що три операції — передпосівна культивація, посів і внесення ґрунтових гербіцидів для просапних культур, треба проводити дуже близько одна до одної в часі. Бо якщо ти затримаєшся з передпосівною культивацією, то втратиш вологу. Чи якщо дуже пізно після посіву починаєш вносити ґрунтовий гербіцид, то втратиш необхідну вологу, аби препарат нормально спрацював», — зауважив Сергій Хаблак.

А погодні умови цієї весни змусили агрономічну службу холдингу внести корективи у глибину посіву культур. Вологу «доводилося шукати»: при оптимальній глибині висіву для сої 4-5 см, сіяли на 1 см глибше. Аналогічно і щодо сівби кукурудзи, але там подекуди висівали і на глибину 7-8 см.

Отож, при виборі технології обробітку ґрунту для власного господарства фахівець радить орієнтуватися на дані цифрового пенетрометра при вимірюванні ущільнення ґрунту. При виборі глибини і стратегії обробки ґрунту восени важливо розуміти, де залягає плужна підошва або наскільки ущільнена земля на полях.

© Катя Капустіна, Kurkul.com, 2020 р.

Визначення запасу продуктивної вологи в ґрунті

Глобальні кліматичні зміни здійснюють прямий негативний вплив на сільське господарство, особливо це стосується виробництва рослинницької продукції. Нестача вологи, так само як і перезволоженість ґрунту погіршує умови вирощування усіх без виключення культур: зернових, олійних, технічних, овочевих, плодово-ягідних, декоративних.

Для того, щоб визначити ступінь забезпеченості рослин вологою, необхідною для їх нормального росту та розвитку, показника фактичного вмісту вологи в ґрунті недостатньо.

Не вся вода, що міститься у ґрунті доступна і може бути засвоєна рослинами. На це впливають водно-фізичні властивості самого ґрунту.

Практичне значення в агрономічному плані має запас продуктивної вологи у ґрунті. Термін «запас продуктивної вологи» означає – кількість вологи, що міститься в ґрунті поверх вологості стійкого в’янення рослин, використовується рослинами для нарощування зеленої маси і формування врожаю. Тільки при наявності достатньої кількості продуктивної вологи рослини мають здатність рости.

Лабораторія FARMER.UA надає послуги з відбору проб та аналізу продуктивної вологи у власній лабораторії, що працює за стандартом ДСТУ ISO 17025. Ми надаємо комплексну послугу, що включає відбір проб, аналізування у лабораторії та інтерпретацію отриманих результатів.

1. Відбір проб для аналізу запасу продуктивної вологи

Відбір проб ґрунту для визначення запасу продуктивної вологи здійснюється вручну за допомогою спеціального бура довжиною 1 м через кожні 10 см глибини ґрунту. Кожна проба відбирається окремо у попередньо зважені металеві ємності (бюкси) і максимально швидко доставляється у лабораторію.

Глибина визначення запасу продуктивної вологи залежить від культури, яка вирощується і може визначатися у шарі від 0 до 100 см.

2. Аналізування проб у лабораторії

Визначення запасу продуктивної вологи здійснюються за термостатно-ваговим методом. Бюкси із пробами зважуються на технічних терезах, після чого ґрунт висушується до сталої маси у термостаті при температурі 100 – 105 о С та повторно зважується.

3. Інтерпретація результатів

Після повторного зважування проводяться розрахунки, які показують скільки міліметрів вологи міститься у кожному шарі. Для інтерпретації отриманих показників використовуються розроблені шкали для оцінки запасу продуктивної вологи.

Термін проведення аналізу продуктивної вологи в ґрунті – 2-3 дні.

Запас продуктивної вологи бажано визначати 2 рази на рік: восени та навесні. Цей показник є одним із ключових факторів родючості і допомагає запланувати агротехнічні заходи та визначитись із культурою, яку доцільно вирощувати.