Регулювання водного режиму ґрунту.
Близько 70 % орних земель в нашій країні знаходяться в районах недостатнього та нестійкого зволоження, де посухи і суховії завдають шкоди сільському господарству. При цьому вологи найчастіше не вистачає там, де тепла достатньо і ґрунти родючі.
Розрізняють ґрунтову і атмосферну посухи.
Ґрунтова посуха - це висушування кореневмісного шару ґрунту, яке відбувається внаслідок тривалої відсутності опадів, переважно в поєднанні з високою випаровуваністю. При цьому різко знижується продуктивність рослин.
Атмосферна посуха (суховії) - це метеорологічне явище, яке характеризується низькою відносною вологістю, високою температурою приземного шару повітря та вітром, який інколи досягає значної швидкості (понад 10 м/с). Це спричинює значне випаровування вологи, порушення водного балансу рослин, пошкодження окремих органів, зниження врожаю, а інколи і загибель посівів.
Суховії трапляються і при доброму зволоженні ґрунту. Однак тривалі суховії призводять до висушування ґрунту і рослини при цьому терплять від сумісної дії атмосферної та ґрунтової посухи.
Заходи боротьби з посухою об'єднують у такі групи: затримання снігу, талих і дощових вод; збільшення водопроникності ґрунту; зберігання ґрунтової вологи;штучне зрошення; штучне спричинення дощів.
Щоб запобігти здуванню снігу, сходу талих та дощових вод, застосовують різні заходи. Найбільш поширеним способом снігозатримання є влаштування снігових валів сніговими плугами. Залежно від товщини снігового покриву сніговий плуг утворює вали висотою 40 - 70 см. Вали роблять упоперек напряму панівних вітрів або навхрест на відстані 5 - 9 м один від одного. Цей спосіб можна застосувати на полях з товщиною снігового покриву не менше 15 см. Кращим способом снігозатримання є куліси з високостебельних рослин (кукурудзи, соняшнику, гірчиці), які висівають окремими рядками або стрічками. Кулісні рослини залишають на зиму, протягом якої вони й затримують сніг. Широко застосовують снігозатримання способом залишення на поверхні поля післяжнивних решток при плоскорізному обробітку. Сніг затримується також за допомогою полезахисних лісосмуг продувної конструкції,
Не менше значення має затримання талих і дощових вод, особливо на схилах. Для цього подовжують період танення снігу, покриваючи смуги його темним матеріалом (попелом, торфом) чи ущільнюючи смуги котками. На затемнених та не ущільнених смугах сніг розтає швидше і вода вбирається снігом нижче розміщених смуг. На смугах, де розтанув сніг, швидше розмерзається ґрунт і вбирається вода із смуг снігу, що тануть пізніше.
Для повного збирання снігових і дощових вод необхідно забезпечити добру водопроникність ґрунту і створити перепони для затримання води, що стікає по поверхні. Підвищенню водопроникності ґрунту сприяють заходи поліпшення його структури, внесення органічних добрив, вапнування, гіпсування, глибокий обробіток, щілювання, а затриманню води - гребенева оранка впоперек схилу, боронування, лункування, щілювання ґрунту, смугові посіви тощо.
Зберіганню ґрунтової вологи сприяють передусім правильний обробіток ґрунту з урахуванням механізмів руху вологи при випаровуванні, а також фактори, що зменшують швидкість вітру і підвищують вологість повітря. В цьому плані велике значення мають лісонасадження, водоймища, мульчування (повне або часткове покриття ґрунту папером, торфом, перегноєм, подрібненою соломою, полімерними матеріалами тощо).
Разом з агротехнічними заходами щодо зменшення втрат води через випаровування слід приділяти увагу і хімічним засобам впливу на ґрунт Так, К. А. Блек повідомляє, що за допомогою синтетичних структуроутворювачів можна створити грудкувату структуру поверхневого шару, яка посилює просочування води і затримує випаровування. Речовини, що надають ґрунтовим частинкам певної водонепроникності, можуть зменшувати надходження води до поверхні ґрунту і внаслідок цього зменшувати випаровування. Речовини, що знижують поверхневий натяг води, сприяють глибшому прониканню її в ґрунт і цим зменшують втрати ґрунтової вологи. Випаровування води можуть зменшувати і речовини, які утворюють на поверхні води мономолекулярну плівку.
Проте хімічні засоби запобігання випаровуванню води з ґрунту поки не мають широкого застосування, хоч можливості є для цього.
Однією з основних умов зберігання вологи в ґрунті є систематичне знищення бур'янів. Заходи раціонального використання вологи повинні спрямовуватися на продуктивніше її витрачання культурними рослинами. До них належать добір культур, сортів і гібридів відповідно до конкретних кліматичних умов, строки і способи сівби та густота посіву, вчасне формування густоти рослин, структура посівних площ і забезпеченість культур кращими попередниками, догляд за посівами, внесення добрив та забезпечення культур іншими факторами і умовами життя.
Найефективнішим заходом боротьби з посухою є зрощення, яке дає можливість вирощувати високі і сталі врожаї незалежно від випадання опадів.
Приділяється увага штучному впливу на хмари, який спричинює випадання опадів. Уже освоєні способи трансформації переохолоджених хмар. Для цього вводять ядра кристалізації у вигляді дрібних часточок деяких речовим (тверда вугільна кислота, йодисте срібло, йодистий свинець) у переохолоджену хмару, що надає їй кристалічного стану і супроводжується випаданням опадів. Однак ефективність цього заходу поки що невисока, сума опадів збільшується на 10 - 15 %. Хмари практично є генераторами, які протягом певного періоду перетворюють пару навколишнього повітря в опади. Дослідження в цьому напрямі продовжуються.
Повітряний режим ґрунту
3.2.1. Склад і значення ґрунтового повітря.
Однією з основних складових частин ґрунту є ґрунтове повітря. За своїм складом воно близьке до, бо за нормальних умов між ґрунтом і атмосферою відбувається постійний газообмін (табл. 1). У ґрунтовому повітрі порівняно з атмосферним вміст окремих газів значно коливається. Як правило, воно містить менше кисню і більше вуглекислого газу. Пояснюється це тим, що коріння рослин та ґрунтові мікроорганізми виділяють вуглекислий газ і вбирають кисень. Орний шар повітря містить від 0,15 до 2 % вуглекислого газу і 18 - 20 % кисню.
Споживання кореневою системою кисню досягає 4,5 мг на 1 г сухих речовин за добу. У вищих рослин максимум споживання кисню припадає на період цвітіння. Оптимальні умови для більшості рослин створюються тоді, коли ґрунтове повітря містить близько 20 % кисню. Негативно реагують на нестачу повітря в ґрунті картопля, ячмінь, люпин, бавовник, зернобобові. В дослідах після додаткової аерації врожай гороху і кормових бобів підвищувався на 20 – 50 %, а кількість бульбочок на коренях - на 12 - 40 %.
Як уже зазначалося, кисень необхідний і для життєдіяльності аеробних бактерій, які мінералізують рослинні рештки в ґрунті до мінерального азоту (нітрифікатори), а також для бактерій, які засвоюють вільний азот (азотобактер, бульбочкові бактерії).
Вуглекислий газ - єдине джерело вуглецю для органічних сполук, що синтезуються рослиною. За даними О. Г. Дояренка, для утворення одиниці маси сухих речовин урожаю потрібно 1,83 одиниці вугільної кислоти. Вуглекислий газ рослини використовують для синтезу вуглеводів та жирів.
У метровому шарі повітря на площі 1 га міститься 5,6 кг СО2, при інтенсивному рості рослини за день засвоюють 250—300 кг СО2 на 1 га. Якщо у повітрі концентрація СО2 знижується до 0,01 %, фотосинтез припиняється.
Підвищення вмісту СО2 до 1 % посилює асиміляцію вугільної кислоти рослиною. Якщо концентрація досягає 5 % і більше, процеси фотосинтезу сповільнюються. Ефективним заходом є штучне підвищення концентрації вуглекислого газу в повітрі при вирощуванні рослин у теплицях і оранжереях. Підвищення концентрації СО2 в повітрі при вирощуванні сільськогосподарських культур у польових умовах поки що залишається проблемою.
Вуглекислий газ, розчиняючись у ґрунтовій воді, підвищує розчинність поживних речовин і доступність їх для рослин. Проте висока концентрація СО2 в ґрунтовому повітрі токсична для коріння рослин і більшості аеробних мікроорганізмів. Так, якщо ґрунт містить більше 1 % вугільної кислоти, пригнічуються корені і особливо насіння під час його проростання, сповільнюються біологічні процеси.
Дослідженнями радянських учених (А. Л. Курсанов, А. М. Кузін) з міченими атомами доведено, що рослини можуть вбирати СО2 не тільки листям, а й корінням. З коріння вуглекислий газ переміщується в листки, де за допомогою сонячної енергії перетворюється в складні органічні сполуки. Проте через коріння рослина засвоює тільки від 1 до 5 % потрібної кількості С02.