Наистина ли с увеличаването на работната дълбочина на обработката на стърнището се увеличават загубите на влага в почвата? Учени, въоръжени с лизиметъри (манометър за водно отцеждане), отговарят на този въпрос
Д-р Щефан Кноблаух,
Управление на селското стопанство и селските територии на Тюрингия, ФРГ
Към момента на прибирането на есенните култури в средата на юли – началото на август, като правило, настъпва период на засуха. Падащите по това време дъждове попълват запасите от влага в почваа, но по-голямата част от водата се губи в резултат на изпаряването, което се отразява негативно върху засетите есенни и междинни култури.
Какво с какво се сравнява
Контролът на промените в съдържанието на влага с помощта на лизиметър е бил проведен на площи със следния сеитбооборот: зимна рапица-зимна пшеница-силажна царевица-пролетен ечемик. През 2010 г. е сравнено изпаряването на влагата при повърхностна обработка на стърнището с преразпределяне на сламата с вариант, при който почвата не е обработвана въобще, но е останала покрита със слама.
През 2015 г. е сравнено изпаряването от повърхността на необработена и непокрита със слама почва със загубите на влага от плитко обработено стърнище с преразпределяне на сламата.
През 2016 и 2018 г. предмет на сравненията са станали резултатите от повърхностна и по-дълбока обработка на стърнището с преразпределяне на сламата и в двата случая. Плитката обработка е проведена на дълбочина 6 см, по-дълбоката – до 14 см. Раздробената слама предварително е леко отъпкана и след това смесена с почвата. На края е симулирано отъпкането с валяк.
Важна ли е сламата?
През 2010 г. за 8 дни на наблюдението необработената почва, покрита с наситнена слама, в сравнение с плитко обработената и покрита със слама, е изпарявала средно 0,5 мм на ден влага по-малко. Разликата е съществена. През последващия период е проведена плитка обработка на необработения преди това, но покрит със слама, участък. Като резултат нивото на изпаряване на влагата и при двата варианта практически се е изравнило, което потвърждава съществената роля на покриването на почвата със слама за намаляването на изпаряването на влагата. Падналите в периода на наблюдение дъждове в обем от 4,7 мм/ден са превишили средната, характерна за това време на годината, норма. Обичайно през юли-август валежите не надвишават 2,1 мм/ден.
През 2015 г. неоработената след жътва и не покрита със слама почва в сравнение с почвата на повърхностно обработения участък, покрит с почва, за 6 дни наблюдение е изпарила с 0,4 мм влага на ден повече. Такава разлика се смята за съществена. След като необработеният участък е подложен на плитка обработка, показателите за разход на влага и в двата варианта са се изравнили. През периода на наблюдение, дъждове практически не е имало. Но във варианта със смесена в почвата слама влагозапасеността е била по-добра, околкото във варианта без слама.
През тези два периода след приключване на жътвата почвата е оставала необработена и непокрита със слама в течение на 3-4 дни. Именно през тези 3-4 дни са регистрирани максимални загуби на влага (от 1,9 до 2,4 мм/ден). Това означава, че и двата участъка до началото на жътвата са разполагали с определн запас от влага, което е логично, тъй като потребността на зърнените култури от вода към момента на узряването (около 2 седмици преди жътва) намалява и за 1 ден са необходими не повече от 0,5-2 мм вода. Всички дъждове, паднали в този период, отиват вече не за формиране на реколтата, а за попълването на почвената влага. Покриването на почвата със слама именно в периода непосредствено след жътва, позволява да се запазят запасите от почвена влага, най-добре.
Повърхностно или надълбоко
При почвообработка на дълбочина от 14 см в последващите дни обемите на изпаряване на влагата и през двете години на наблюдение (2016 и 2018 г.) са с около 0,3 мм на ден по-високи в сравнение с варианта с плитка обрабока. В тези дни практически не е падала влага, поради което е започнало изпаряване на влагата от почвените запаси. През 2016 г. дъждовете са започнали 13 дни след почвообработката и са допринесли за 4 мм влага на ден, през 2018 г. – след 9 дни, носейки 2,8 мм влага на ден. В средата на времевите периоди, през които са паднали дъждовете, почвата, обработена на дълбочина от 14 см, е изпарявала с 0,5 мм на ден повече влага, отколкото повърхностно обработената. След периода на валежи и през двете години на наблюдението е последвала засуха, и между вариантите на почвообработка разлика в нивото на изпаряване не е имало.
В периода на наблюденията от 22 юли до 17 август 2016 г. общо е паднала 58 мм влага, от които в случая на плитката обработка са се изпарили 39 мм, а при варианта с по-дълбока почвообрабока – 48 мм. Така вариантът с повърхностна обработка е допринесъл с 9 мм вода от дъждовете за попълването на почвената влага.
Разликата в обемите на изпарената влага между вариантите на почвообработка през 2018 г. е била по-малка – едва 7 мм поради незначителните количества паднали дъждове.
Не може да не се отбележи, че и през двете години, през първите 4 дни след дълбоката обработка на стърнището, изпарението е било по-силно на глинести почви в сравнение с това на горските почви. Изучаването на струкурата на почвата през 2018 г. е показало, че глинестите почви при по-дълбока обработка на стърнището са се характеризирали със средни и едри почвени часици (60% от почвените частици са с размер от 5 до 30 мм), а горските почви се оличават с по-фина структура (70% от почвените частици са с размери под 5 мм). Като цяло разликата в дълбочината на обработката при горските почви няма толкова важна роля, както при склонните към ерозия глинести почви.
Албедо (отражателна способност на телата) и турбуленции
Загубата на почвена влага в съществена степен зависи от интензивността на слънчевата светлина и отражателната способност на повърхността на почвата (албедо). Албедото определя колко от получената с излъчването енергия може да бъде пренасочена обратно в атмосферата. Колкото е по-високо албедото, толкова по-малко енергия ще постъпи в почвата за стимулиране на изпаряването. В случай на цялостно покритие на повърхността на почвата със слама албедото е по-високо, околкото във варианта с повърхностно обработена почва, горният слой на която е смес от почва и слама. През 2010 г. степента на покритие на почвата с такъв слой е преценена на 50%.
Загубата на влага от почвата по-нататък зависи от дефицита на влага в припочвения слой на въздуха, градиента на потенциала на почвената влага, влагопроводящата способност на почвата и скоростта на вятъра. Сламеното покривало защитава натрупващата се във въздуха при повърхността на почвата водна пара от издухването му от вятъра, благодарение на което се осигурява по-нисък градиент към почвена влага на повърхността. Слоят от смес на слама и почва, получен в резултат на повърхностна почвообработка, запазва влагата, постъпила от водата, повече отколкото сламената покривка. Но възникналите в почвата в резултат на разрохкването празнини създават въздушни турбуленции, които ускоряват постъпването на водната пара от почвените частици в атмосферата. Това означава, че увеличеният потенциал на натрупаната влага в слоя от смес на почва и слама се изразходва бързо. Интензивността на разходването зависи от слънчевото излъчване. Процесът се ускорява поради намалената топлопроводимост на горния рохкав слой. Високите температури не достигат до подслоя почва, затопля се само разрохканата почва, което способства за изпаряването на влагата от нея.
Повече дълбочина – повече изпаряване
Повишеният разход на влага от необработената почва без покритие от растителни остатъци в сравнение с варианта с плитка обработка, от една страна, може да се обясни с ниското албедо поради високото ниво на поглъщане на постъпващото излъчване, от друга – от по-бързото отнасяне от вятъра на водната пара, образуваща се до повърхността на почвата.
Между плитката и дълбоката обработка на стърнището със запазването на растителни остатъци на повърхността в условията на бедните на валежи и засушливи 2016 и 2018 г. е установена съществена разлика по отношение на загубата на влага. При дълбока обработка в течение на 13-17 дни след нейното провеждане нивото на изпаряване е с 0,4 мм на ден повече. Обяснението е, че работата на по-голяма дълбочина способства за по-доброто заравяне на растителните остатъци в почвата, в резултат степента на покритие на почвата с растителни остатъци намалява, което способства за за по-високата интензивност на поглъщането на излъчваната слънчева енергия. В първите 4 дни след обработката влага от дъждове е постъпила много малко, което се е отразило върху разхода на почвените запаси. Разликата в степента на изпаряване между вариантите на дълбоката и плитката обработки е по-очевидна на глинести почви, отколкото на горски. Структурата на глинестите почви е представена от по-едри частици и това вероятно способства за създаването на турбулентности, ускоряващи загубата на влага.
Още един аспект, важен в контекста на изпаряването на влагата е по-ниската топлопроводимост на разрохкания слой. Обработеният слой се нагрява повече. При работа на голяма дълбочина под въздействието на високите температури попадат и големи обеми влага, съсредоточена в почвата, което в крайна сметка способства за увеличените обеми на изпаряването.
Изводи
Слой растителни остатъци, оставен на полето след жътва, защитава най-добре почвената влага от изпаряване. Заравянето на растителните остатъци е важен агротехнологичен метод, насочен към провокиране на прорастването на самосевката и плевелите, стимулиращ разлагането на растителните остатъци и подтискащ развитието на вредни патогени. Ако не може да се избегне, то почвообработката трябва да се прави на малка дълбочина – това ще позволи да се минимализира загубата на влага от изпаряването.
При настъпването на засуха, за да се запази влагата в почвата, се препоръчва по-дълбоката почвообработка да се отложи за период с по-малко активно слънчево греене.
Краен резултат на следжътвената обработка трябва да бъде не твърде грубата почвена структура, иначе няма да могат да се избегнат значителни загуби на влага в резултат на въздушните турбулентности. Именно поради това горният обработен слой почва трябва да има дребнозърнеста структура. Струва си да се ограничи дълбоката почвообработка.
