Режим осушения почвы

Под режимом осушения понимается поддерживаемый мелиоратив­ными мероприятиями оптимальный водно-воздушный режим почвы, который характеризуется следующими основными показателями: аэрацией почвы, ее влажностью, нормой осушения, допустимой про­должительностью затопления.

Осушение переувлажняемых почв должно способствовать улучше­нию остальных факторов жизни растений. Следовательно, режим осу­шения должен быть таким, чтобы все факторы жизни растения изме­нялись в направлении к их оптимальным значениям.

Главным требованием к режиму осушения является создание таких условий в среде обитания растений, при которых обеспечивается по­лучение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных куль­тур на мелиорируемых землях. Однако практическая реализация тре­буемого режима осушения часто сдерживается высокой стоимостью необходимых для этого мероприятий, ограниченными возможностями применяемых технологий производства строительных и эксплуатаци­онных мелиоративных работ, необходимостью защиты природной среды от возможных негативных последствий мелиорации земель. К негативным последствиям осушения можно отнести обеднение био­логического разнообразия ландшафтов, понижение уровня грунтовых вод на прилегающих территориях и т. п.

Выше показано, что с водным режимом почвы тесно связаны ее пищевой и тепловой режимы. Изменяя водный режим, можно суще­ственно регулировать поступление питательных веществ в растения и температуру его надземных и подземных органов. Очевидно, что для получения высоких урожаев необходимо добиваться оптимального сочетания этих режимов.
Для большинства почв минимальный объем воздуха в корнеобита- емом слое должен быть не менее 15-20 % от объема пор при возделы­вании трав и 20-35 % - при возделывании зерновых культур и корне­плодов. Это условие определяет допустимое содержание влаги в корнеобитаемом слое почвы. При выращивании трав максимально до­пустимая влажность равна 80-85 % от пористости, а для зерновых и корнеплодов - 65-80 %.

В свою очередь, нижний предел оптимальной влажности суще­ственно зависит от гранулометрического состава минеральной и типа торфяной почвы. В зависимости от вида почв и фазы вегетации для трав он колеблется от 40 до 60 % от общей пористости, для зерновых и корнеплодов он находится в пределах 30-45 %.

Влажность почвы, согласно требованиям сельскохозяйственных культур, не должна оставаться постоянной на протяжении вегетацион­ного периода. В начале вегетации для растений необходима более вы­сокая влажность. По мере роста корней, особенно на последних стади­ях развития растений, она может быть существенно меньшей, чем в начале вегетации. Соответствующим образом должен изменяться и уровень грунтовых вод.

Установленная глубина грунтовых вод, до которой они должны быть понижены с помощью осушения (в критические периоды исходя из требований растений и производства работ), называется норматив­ной глубиной осушения (нормой осушения). Исходя из нее, а также с учетом гидрометеорологических и гидрогеологических условий, в ко­торых находится объект, устанавливается глубина осушительных ка­налов и другие параметры мелиоративной системы.

Поддерживать практически заданную норму осушения на некото­ром участке в течение длительного времени весьма сложно. Слож­ность эта вызывается динамичностью (переменным режимом) состав­ных элементов водного баланса для любого земельного участка в условиях неустойчивой влагообеспеченности. Соответственно была выдвинута (Г. И. Афанасик, РУП «Институт мелиорации») новая кон­цептуальная установка, связывающая параметры мелиоративной сети не с жестко закрепленной нормой осушения, а с некоторым диапазо­ном допустимого колебания уровней грунтовых вод.

Диапазон уровней грунтовых вод, при котором с нижележащих почвенных слоев обеспечивается необходимое подпитывание корне- обитаемого слоя влагой в засушливые периоды вегетации и отведение в нижележащие слои излишков воды в периоды выпадения дождей, называется оптимальным диапазоном изменения УГВ. При таком ре­жиме УГВ создаются благоприятные условия для поглощения пита­тельных веществ из пахотного слоя и удовлетворительный темпера­турный режим в почве и растительном покрове. Ширина этого диапа­зона в течение вегетации зависит от типа почвы, вида сельскохозяй­ственной культуры и метеорологических условий.

Понятие «оптимальный диапазон изменения УГВ» вводится вместо традиционного используемого термина «норма осушения» как более полно учитывающее периодически сменяющие друг друга во времени процессы осушения и увлажнения. В реальных же условиях при нали­чии на осушаемом участке нескольких сельскохозяйственных культур, развитого микро- и мезорельефа и сложной структуры почвенного по­крова вместо понятия «оптимальный диапазон УГВ» вводится понятие «наиболее безопасный диапазон УГВ». При поддержании УГВ в пре­делах этого диапазона для возделываемых сельскохозяйственных культур достигается наименьший ущерб в экстремальных условиях (при затяжных дождях или длительных засухах).

Управление водным режимом по «безопасному диапазону» позво­ляет более рационально использовать атмосферные осадки и весенние влагозапасы в почве.

В зависимости от природных условий и вида возделываемых сель­скохозяйственных культур ширина безопасного диапазона достигает 0,3-0,4 м в начале вегетации и 0,4-0,7 м в конце, что в несколько раз превышает пределы колебания традиционно заданных норм осушения. При этом величина допустимого снижения медианной линии, осредняющей безопасный диапазон УГВ, в конце вегетации превышает ре­комендованные ранее нормы осушения на 0,2-0,3 м.

Подъемы УГВ, вызванные выпадением дождей, если они находятся в пределах заданного диапазона, несущественно (до 5 %) снижают урожай зерновых и практически не влияют на продуктивность много­летних трав. Поэтому при регулировании водного режима путем под­держания УГВ в безопасном диапазоне осушение почвы должно вклю­чаться только в случае перехода УГВ через его верхнюю границу.

К началу сева сельскохозяйственных культур уровень грунтовых вод должен быть понижен до верхней границы безопасного диапазона.

В районах распространения минерализованных грунтовых вод в связи с опасностью засоления почв в режиме осушения вместо нормы осушения используют понятие критическая глубина грунтовых вод. При расположении УГВ на критической глубине засоления не проис­ходит, так как капиллярного притока, несущего соль в почву, практи­чески нет. Критическая глубина больше нормы осушения в среднем в полтора раза.

Важно знать продолжительность затопления поверхности земли и подтопления корнеобитаемого слоя почвы в вегетационный период, когда источником переувлажнения могут быть дождевые воды или приток их со смежного водосбора. Эти сроки положены в основу расчета осушительной сети, которая должна удалить избыток воды за указанное время.