Потенціал ґрунтової вологи

Q: Чим потенціал вологи відрізняється від вологості ґрунту?

Вологість — це кількість води у відсотках маси чи об'єму, потенціал — енергія її утримання. Однакова вологість на різних ґрунтах означає різну доступність: на піску 15 % об'ємних це майже повний запас продуктивної вологи, на важкому суглинку — практично мертвий запас. Тому норми поливу за самою лише вологістю систематично помиляються. Планувати водний режим коректно можна, коли для поля відома крива водоутримання з позначеними НВ і ВЗ.

Q: Що означає pF 4,2 і чому саме це число?

pF 4,2 відповідає тиску близько −1,5 МПа і прийнятий як умовна вологість стійкого в'янення. Це усереднена межа всмоктувальної сили кореня більшості польових культур: сильніше зв'язану воду рослина відібрати не здатна. Межа умовна — посухостійкі види працюють і за нижчого потенціалу, а вологолюбні культури спиняють ріст раніше. Запас вологи нижче ВЗ у розрахунок продуктивної вологи не входить.

Q: За якого потенціалу призначати полив?

Орієнтовний поріг — витрата 50–60 % запасу продуктивної вологи в кореневмісному шарі. У величинах потенціалу це приблизно −40…−60 кПа для овочевих на легких ґрунтах і −60…−100 кПа для зернових на суглинках. Поріг прив'язують до фази: у критичні періоди поливають раніше. Норму розраховують до НВ — усе понад НВ іде в гравітаційний стік і виносить нітрати.

Q: Чи достатньо одного датчика на поле?

Ні. Потенціал вологи змінюється і по глибині, і по площі, тому мінімальний комплект — два-три горизонти (20, 40 і 60 см) в одній точці, щоб бачити рух фронту зволоження. По площі точки ставлять у контрастних зонах: на схилі, у пониженні та на вирівняній ділянці. Один датчик у нетиповому місці дає систематичну помилку на весь сезон — недополив або змив добрив нижче кореневої зони.

Потенціал ґрунтової вологи — це енергія, з якою ґрунт утримує воду, тобто робота, яку корінь мусить виконати, щоб відібрати одиницю ґрунтової води. Величина завжди від’ємна, вимірюється в кПа або сантиметрах водного стовпа, а на практиці її подають у логарифмічній шкалі pF, де pF = lg |ψ|.

Що сухіший ґрунт, то міцніше він утримує залишки води: між ВЗ і НВ лежить уся продуктивна волога, якою реально розпоряджається рослина, а ліворуч від ВЗ вода в ґрунті є, але корінь її вже не відбирає. Схема: ЦІІАТ.

Чому важлива не кількість води, а її енергія

Два поля з однаковою вологістю 20 % об’ємних поводяться по-різному: на піску така вода майже вся доступна, а на важкому суглинку — переважно зв’язана й для рослини недосяжна. Воду утримують капілярні сили менісків у порах і сорбційні сили на поверхні часток: що дрібніша пора й більша питома поверхня, то міцніше зв’язана волога. Тому агрономічно коректне запитання звучить не «скільки води в ґрунті», а «з якою силою вона там тримається».

Що показує шкала pF

pF 0–2,0 — гравітаційна волога. Заповнює великі пори й стікає за 1–3 доби, витісняючи повітря; довге її утримання означає перезволоження.
pF 2,0–4,2 — доступна (продуктивна) волога. Основний робочий діапазон: саме її рослина витрачає на транспірацію і саме її планують у балансі вологи.
pF понад 4,2 (≈ −1,5 МПа) — недоступна волога. Плівкова та гігроскопічна, міцно зв’язана колоїдами: фізично вона в ґрунті є, але для кореня її не існує.

Це важливо: Різниця між найменшою вологоємністю (НВ, pF 1,8–2,5) і вологістю в’янення (ВЗ, pF 4,2) — це і є діапазон продуктивної вологи: у піщаних ґрунтах лише 6–10 % об’ємних, у суглинкових 15–20 %. Пригнічення починається задовго до ВЗ: уже за pF близько 3,5 продихи прикриваються, фотосинтез падає, а візуальних ознак в’янення ще немає.

Як це вимірюють і використовують у полі

Прямий прилад — тензіометр: керамічна чашка з водою, з’єднана з вакуумметром; він працює в діапазоні 0…−80 кПа (pF до ≈2,9), тобто саме там, де приймають рішення про полив, а для сухішого ґрунту беруть гіпсові блоки чи діелектричні сенсори. Показання дають три речі: поріг призначення поливу (орієнтовно −40…−60 кПа для овочевих і −60…−100 кПа для зернових), норму доливу до НВ замість «на око» та перевірку, чи не відрізає ущільнений прошарок нижні запаси вологи — тоді дані звіряють із замірами пенетрометра. Той самий показник підказує строк настання фізичної стиглості — це вже питання пластичності ґрунту.

Що змінює криву водоутримання

Форма кривої залежить від гранулометричного складу, вмісту гумусу та щільності складення. Ущільнення зменшує обсяг великих пор і зсуває криву вгору: ґрунт тримає воду міцніше, а частка продуктивної вологи падає. Тому розущільнення (чизелювання) і накопичення органіки дають один результат — більший запас доступної води, а отже й вища посухостійкість посіву.

Часті питання

Чим потенціал вологи відрізняється від вологості ґрунту?

Вологість — це кількість води (у відсотках маси чи об’єму), потенціал — енергія її утримання. Однакова вологість на різних ґрунтах означає зовсім різну доступність: на піску 15 % об’ємних — це майже повний запас продуктивної вологи, на важкому суглинку — уже практично мертвий запас. Саме тому норми поливу за самою лише вологістю систематично помиляються. Планувати водний режим коректно можна лише тоді, коли для конкретного поля відома крива водоутримання й на ній позначені НВ та ВЗ.

Що означає pF 4,2 і чому саме це число?

pF 4,2 відповідає тиску приблизно −1,5 МПа (−15 бар) і прийнятий як умовна вологість стійкого в’янення. Це усереднена межа всмоктувальної сили кореня більшості польових культур: сильніше зв’язану воду рослина відібрати вже не здатна. Межа умовна — посухостійкі види й окремі гібриди здатні працювати й за нижчого потенціалу, а вологолюбні культури припиняють ріст значно раніше. Для практики важливо, що запас вологи нижче ВЗ у розрахунок продуктивної вологи не входить.

За якого потенціалу призначати полив?

Орієнтовний поріг — коли витрачено 50–60 % запасу продуктивної вологи в шарі активного кореневмісного профілю. У величинах потенціалу це приблизно −40…−60 кПа для овочевих культур на легких ґрунтах і −60…−100 кПа для зернових на суглинках. Поріг обов’язково прив’язують до фази: у критичні періоди його піднімають, тобто поливають раніше. Норму розраховують так, щоб довести шар до НВ, — переливання понад НВ просто йде в гравітаційний стік і виносить нітрати.

Чи достатньо одного датчика на поле?

Ні. Потенціал вологи сильно змінюється і по глибині, і по площі, тому мінімальний робочий комплект — два-три горизонти (наприклад, 20, 40 і 60 см) в одній точці, щоб бачити, куди рухається фронт зволоження. По площі точки розміщують принаймні в контрастних зонах поля: на схилі, у пониженні та на вирівняній ділянці. Один датчик у нетиповому місці дає систематичну помилку на весь сезон, а її ціна — або недополив, або змив добрив нижче кореневої зони.

← Повернутися до словника