Gary Peterson, Universitatea de Stat din Colorado

Profesorul Gary Peterson nu este doar un om cu cunoștințe profunde, ci și un conversator deschis, capabil să captiveze practicanții cu idei originale și simplitatea gândirii clare. La o conferință la Dnepropetrovsk, unde Peterson a citit acest raport, și-a dobândit instantaneu prieteni și noi cunoștințe, a fost invitat să viziteze, la ferme și a răspuns sincer, pentru că o săptămână de ședere pe acest pământ a fost suficientă pentru a se îndrăgosti cu Ucraina.

Cererea de precipitații și evaporare atmosferică

În condiții aride, precipitațiile naturale sunt singura sursă disponibilă de umiditate. Regiunile semi-aride precum Europa de Est și Asia de Vest primesc precipitații intermitente și limitate. Prin urmare, cultivarea cu succes a culturilor pe soluri pluviale depinde de stocarea adecvată a apei în sol pentru a susține cultura până la următoarea precipitație. Culturile pluviale se bazează exclusiv pe apa din sol stocată între precipitații și, din cauza precipitațiilor nesigure, stocarea apei din sol este esențială pentru culturile pluviale.

Există trei principii ale acumulării de umiditate:

1) acumulare de apă - păstrarea precipitațiilor în sol;

2) retentie de apa - depozitarea apei in sol pentru folosirea ulterioara de catre culturi;

3) eficiența utilizării apei - utilizarea eficientă a apei pentru un randament optim. Abia recent avem o tehnologie care a schimbat semnificativ abordarea gestionării precipitațiilor pe terenurile pluviale. Când lucrarea mecanică a solului era singura modalitate de a controla buruienile și de a pregăti patul de semințe, gestionarea acumulării de precipitații și menținerea acesteia în sol era un proces foarte intensiv în muncă. Câmpurile cultivate nu au fost deloc acoperite și au fost în mare măsură afectate de eroziunea eoliană și a apei. Lucrarea intensivă a solului are multe efecte negative asupra solului în sine, inclusiv reducerea materiei organice și deteriorarea structurii solului. Utilizarea procesării reduse și a no-till ne permite să colectăm în mod eficient apa și să o conservăm. În cele mai multe cazuri, atunci când sistemele de prelucrare redusă a solului și fără prelucrare sunt reglate corespunzător, acestea au ca rezultat producția de culturi mai durabile pe terenurile pluviale. Acest articol va discuta despre principiile captării precipitațiilor și depozitării lor în sol.

Acumulare de apă

Conservarea apei începe cu acumularea de precipitații ocazionale (ploaie sau zăpadă). Stocarea apei trebuie maximizată în limitele constrângerilor economice ale unei anumite situații. Principiile care guvernează proprietățile solului care afectează capacitatea de stocare a umidității sunt: ​​structura solului, formarea agregatelor și dimensiunea porilor. Ne vom uita, de asemenea, la interacțiunea dintre acumularea de apă și retenția versus evaporare. De exemplu, reducerea timpului pentru ca apa să stagneze la suprafața solului și să mute umiditatea spre interior reduce posibilitatea de evaporare. Acest lucru este deosebit de important în regiunile în care există un potențial ridicat de evaporare după ploile din timpul verii.

Vizualizarea captării precipitațiilor

Trebuie să încercăm să ne asigurăm că apa conținută în picătură de ploaie cade imediat în golurile dintre agregatele solului și este reținută acolo pentru utilizare ulterioară de către cultură. Pentru început, să ne imaginăm captarea precipitațiilor sub forma unei picături de ploaie care lovește suprafața solului și pătrunde mai adânc (Figura 1). Rețineți că, cu cât decalajele dintre agregatele de sol sunt deschise mai mult, cu atât mai puțină apă este obstrucționată și cu atât se înmoaie mai repede, astfel încât acumularea de precipitații va fi excelentă.

Curgerea apei în sol, la prima vedere, pare un proces foarte simplu, când apa care intră pur și simplu deplasează aerul prezent în sol. Cu toate acestea, în realitate, acesta este un proces complex, deoarece. Viteza de infiltrare a apei în sol este influențată de mulți factori, cum ar fi porozitatea solului, conținutul de apă din sol și permeabilitatea profilului solului. Retenția de apă este un fenomen complex deoarece rata maximă de infiltrare este atinsă la începutul precipitațiilor și apoi scade rapid pe măsură ce apa începe să umple spațiul porilor de la suprafață.

Textura solului afectează foarte mult rata de infiltrare, dar textura solului nu poate fi modificată de management. Un număr mare de macropori la suprafață (pori mari), precum cei prezenți în solurile grosiere (luturi nisipoase etc.), măresc rata de infiltrare a umidității. Solurile cu structură fină (luturi mâloase și argiloase grele) au, de obicei, mai puțini macropori (pori mici), și de aceea rata de infiltrare pe astfel de soluri este mai mică în comparație cu solurile care au o structură grosieră.

Agregarea solului controlează, de asemenea, dimensiunea macroporilor solului. Astfel, solurile cu aceeași structură, dar cu grade diferite de agregare pot diferi semnificativ în ceea ce privește dimensiunea macroporilor. Din fericire și din păcate, gradul de agregare a solului poate fi modificat prin practici de management, cum ar fi no-till, adăugând reziduuri de plante care ajută la restabilirea agregării. Este extrem de important să ne amintim că solurile cu structură fină, cum ar fi luturile mâloase sau argilourile grele, rămân bine structurate, astfel încât să existe pasaje deschise pentru mișcarea în jos a apei. Amintiți-vă, orice tehnologie care reduce dimensiunea structurală va reduce dimensiunea porilor de la suprafață și, prin urmare, va limita pătrunderea apei în sol. Cel mai bun lucru este o structură care poate rezista schimbării. Solurile cu structură slabă își pierd rapid capacitatea de a absorbi apa dacă agregatele structurale se descompun și porii de pe suprafața solului devin mai mici. Acest lucru se poate datora fie unui lucru prea intens al solului, fie din cauza unor fenomene naturale, cum ar fi ploaia.

Suprafața solului în sine ar trebui să fie de interes pentru management, deoarece condițiile de pe suprafața solului determină capacitatea de a capta umiditatea. Când lucrăm în condiții de secetă, scopul nostru este să folosim metode care au ca rezultat rate de infiltrare crescute într-un mod realist și rentabil într-un anumit sistem de cultură.

Vizualizarea influenței unei picături de ploaie

Ce se întâmplă cu adevărat când o picătură cade pe suprafața solului? Mărimea picăturilor depinde de puterea furtunii, care, la rândul său, este determinată de clima unei anumite regiuni geografice. Diametrul picăturilor variază de la 0,25 la 6 mm (media este de aproximativ 3 mm), iar acum comparați diametrul picăturii cu diametrul agregatelor de sol în care cade această picătură, iar solul, la rândul său, nu este acoperit de orice; dimensiunea agregatelor de sol este de obicei mai mică de 1 mm. Când o picătură cu diametrul de 3 mm care zboară la 750 cm/sec lovește un agregat cu diametrul mai mic de 1 mm, daunele sunt adesea foarte semnificative. Dacă reducem aceasta la masa relativă, atunci acest fenomen este similar cu faptul că o mașină care cântărește 1600 kg se lovește de o persoană care cântărește 80 kg, care se deplasează cu o viteză de 27 km/h. Ploaia cu vânt, care accelerează viteza picăturii, are ca rezultat un impact mai mare ca O picătură accelerată de vânt poartă o sarcină de energie de 2,75 ori mai mare decât ploaia în timpul calmului. Este destul de evident că agregatele de sol vor fi distruse, mai ales dacă sunt lovite constant de picăturile de ploaie în timpul unei furtuni de orice durată. Energia picăturilor de ploaie afectează negativ structura suprafeței solului, literalmente „explodând” agregatele de sol. Când agregatele explodează, particulele mici rămase înfundă spațiul macroporal al solului și viteza de infiltrare scade (Fig. 2). Evident, în timpul unei furtuni scurte sau blânde, efectul picăturilor de ploaie va fi mai mic. No-till oferă o soluție la această dilemă, așa cum cu această tehnologie, reziduurile de plante rămân la suprafață, protejând suprafața solului de efectele picăturilor de ploaie.

Protejarea agregatelor de sol de influența picăturilor de ploaie

Retenția de apă poate fi menținută la un nivel adecvat dacă putem menține porii de la suprafața solului deschiși. Prin urmare, protejarea agregatelor de sol de impactul picăturilor de ploaie este cheia pentru menținerea gradului maxim de captare a apei pentru o anumită situație de sol (Fig. 3).

Tehnologia no-till, în care reziduurile de plante rămân la suprafață, este un răspuns parțial la modul de protejare a agregatelor din sol. În Figura 3, puteți vedea cum reziduurile de plante absorb energia picăturilor de ploaie și, prin urmare, agregatele din sol rămân intacte. Astfel, infiltrarea apei decurge normal. Prin combaterea buruienilor cu erbicid, putem pur și simplu controla buruienile fără prelucrare mecanică a solului, lăsându-ne solul cât mai protejat de energia ploii.

Cu no-till, acoperirea solului se păstrează tot timpul anului, deoarece. gradul total de acoperire a solului este suma învelișului format de cultura în creștere însăși și acoperirea creată de reziduurile de cultură. Evident, acoperirea solului este foarte dinamică și poate fluctua de la 0% la 100% într-un singur sezon de vegetație, în funcție de ce cultură crește în prezent și de ce tehnologie de prelucrare a solului este utilizată. În timpul semănării, de exemplu, acoperirea solului constă numai din reziduuri de cultură. Pe măsură ce cultura crește, acoperirea este deja realizată în mare parte de frunzișul culturii în sine. Atunci când acoperirea creată de cultură în sine absoarbe impactul unei picături de ploaie, precum și reziduurile de plante, apa curge lin spre suprafața solului cu o sarcină energetică mult mai mică, astfel încât agregatele de sol sunt mai puțin susceptibile la distrugere, porii de pe suprafața solului. rămân deschise, iar infiltrarea este menținută la un nivel adecvat. Pe măsură ce cultura crește, cantitatea de reziduuri vegetale scade, deoarece. degradarea naturală apare datorită activității microorganismelor. Când acoperirea creată de cultura în creștere începe să scadă, reziduurile de plante devin din nou mijlocul principal de protecție a solului, iar ciclul este încheiat. Amintiți-vă că lucrarea mecanică a solului, în timpul și după creșterea culturilor, reduce cantitatea de reziduuri vegetale de la suprafață și, prin urmare, protecția suprafeței solului.

Beneficiile stocării apei datorită acoperirii sunt cele mai mari în regiunile cu precipitații de vară; de exemplu, ciclurile de creștere ale porumbului (Zea mays L.) sau sorgului de cereale din Marile Câmpii ale Americii de Nord au loc când 75% din precipitațiile anuale cad. În schimb, regiunile neirigate care primesc puține precipitații iarna (Nord-vestul Pacificului în SUA) nu au o acoperire bine dezvoltată atunci când au loc majoritatea precipitațiilor. Totuși, stabilirea timpurie a culturilor însămânțate toamna pentru a obține o acoperire cel puțin parțială a solului este recunoscută ca o bună protecție a solului și o modalitate de a controla scurgerea apei în timpul lunilor de iarnă.

Alte efecte ale reziduurilor vegetale asupra retenției de apă

În plus față de absorbția energiei picăturilor și de protejarea agregatelor de sol de distrugere, reziduurile de cultură blochează fizic scurgerea apei, reduc nivelurile de evaporare în timpul ploii, permițând apei să scape în profilul solului înainte de a începe scurgerea. Infiltrația totală a apei este o funcție de cât timp apa va fi în contact cu solul (timpul oportun) înainte ca aceasta să înceapă să curgă în jos. Creșterea acestei componente de timp este un instrument cheie de management în stocarea apei. Principiul principal al creșterii „timpului oportunității” este acela de a preveni scurgerea apei, încetinind-o și permițându-i astfel să fie mai mult timp în contact cu solul și, prin urmare, să fie absorbită. Reziduurile de plante de pe suprafața solului cresc „timpul oportunității”, deoarece. blochează fizic și încetinește scurgerea apei. Semănarea pe contur crește, de asemenea, beneficiul reziduurilor de plante în încetinirea scurgerii apei, așa cum crestele joacă rolul de mini-terase.

Duley și Russel (1939) au fost printre primii care au recunoscut importanța protecției solului cu reziduuri de cultură. Într-unul dintre experimentele lor, ei au comparat efectul a 4,5 t/ha de paie așezate cu o cantitate egală de paie așezată și a solului descoperit asupra acumulării de umiditate. Acumularea de umiditate a fost de 54% din precipitații cu paie în loc, față de 34% cu paie încorporate și doar 20% cu sol neacoperit. Experimentul lor nu a separat efectele reziduurilor de culturi în componente precum protecția solului, evaporarea și blocarea apei, dar comentariile sugerează că retenția porozității și blocarea fizică a apei au redus semnificativ scurgerea umidității în timpul furtunilor și au contribuit major la creșterea stocării apei în timpul furtunilor. sezon.

Datele dintr-un studiu al lui Mannering și Mayer (1963) arată în mod clar un mecanism de protecție al reziduurilor de plante care influențează ratele de infiltrare pe lut mâlos cu o pantă de 5%. După patru simulări de ploaie pe parcursul a 48 de ore, solul acoperit cu 2,2 t/ha de reziduuri vegetale a avut un nivel final de infiltrare nu mult diferit de cel inițial. Cercetătorii au descoperit că paiele au absorbit energia picăturilor și o răspândesc, prevenind formarea și înfundarea suprafeței solului.

Demonstrarea efectelor negative ale prelucrarii mecanice

Agregarea solului scade odată cu creșterea intensității lucrărilor solului și/sau a numărului de ani de cultură (Fig. 4). Lucrarea mecanică a solului are un efect negativ asupra agregatelor din sol din două motive principale: 1) măcinarea fizică, care duce la reducerea dimensiunii agregatelor; 2) o creștere a nivelului de oxidare a materiei organice, care are loc ca urmare a distrugerii macroagregatelor și a deschiderii ulterioare a compușilor organici către organismele din sol.Distribuția dimensională a agregatelor se modifică, de asemenea, în așa fel încât microporozitatea crește în detrimentul macroporozității, care duce la scăderea ratei de infiltrare. Măsura în care lucrarea mecanică a solului afectează infiltrarea este guvernată de o interacțiune complexă a tipului de lucrare a solului, a climei (în special a precipitațiilor și a temperaturii) și a timpului, împreună cu caracteristicile solului, cum ar fi structura, structura organică și conținutul de materie organică. Prin urmare, lucrarea pe termen lung a oricărui sol reduce rezistența agregatelor la distrugerea fizică, de exemplu, impactul picăturilor de ploaie și prelucrarea mecanică a solului de orice fel. Cu toate acestea, atât mineralele argiloase din sol, cât și materia organică stabilizează agregatele din sol și le fac rezistente la degradarea fizică. O scădere a cantității de materie organică reduce stabilitatea agregatelor, mai ales dacă aceasta este deja scăzută.

Dintre aceste două proprietăți principale ale solului care reglează formarea agregatelor, prelucrarea mecanică a solului sub orice formă afectează conținutul de materie organică. Gradul de practic al modificării nivelului de materie organică variază în funcție de condiții, întrucât nivelul materiei organice este determinat în mare măsură de două procese: acumulare și descompunere. Prima este determinată în principal de cantitatea de materie organică introdusă, care este foarte dependentă de precipitații și irigații. Al doilea este în principal temperatura. Scopul menținerii sau creșterii nivelurilor de materie organică este mai ușor atins în condiții răcoroase și umede decât în ​​cele calde și uscate.

„Prospețimea” compușilor materiei organice este necesară pentru stabilitatea agregatelor. În ecosistemele solului, reziduurile vegetale nou adăugate sau parțial descompuse și produsele lor de degradare, cunoscute și sub denumirea de „substanțe humice tinere”, creează un corp mai „mobil” de materie organică. Substanțele humice mai vechi sau mai stabile, care sunt mai rezistente la degradarea ulterioară, creează un corp „stabil” de materie organică. Este general acceptat că corpul mobil al materiei organice reglează puterea aportului de nutrienți în sol, în special azotul, în timp ce corpul mobil și stabil influențează calitățile fizice ale solului, de exemplu, formarea agregatelor și stabilitatea structurală. . Formarea unei rețele mobile și stabile este un proces dinamic care este reglementat de mai mulți factori, inclusiv tipul și cantitatea de materie organică introdusă și compoziția acesteia.

A existat un mare interes în determinarea modului în care prelucrarea solului afectează dezvoltarea și întreținerea structurii solului în raport cu conținutul de materie organică, în special odată cu apariția tehnologiei de prelucrare a solului. Creșterea intensității lucrărilor solului crește pierderea de materie organică din sol și reduce agregarea solului.

Acumularea de zăpadă și reținerea apei de topire

Multe terenuri pluviale primesc o cantitate semnificativă de precipitații anuale sub formă de zăpadă. Depozitarea eficientă a apei de zăpadă are două caracteristici: 1) captarea zăpezii în sine și 2) captarea apei de topire. Deoarece zăpada este adesea însoțită de vânt, principiile captării zăpezii sunt aceleași cu cele folosite în protejarea solului de eroziunea eoliană. Pentru a maximiza captarea zăpezii, au fost folosite reziduuri de recoltă în picioare, paravane, lucrarea solului în bandă și bariere artificiale. Principiul de bază al acestor dispozitive este acela de a crea zone în care viteza vântului scade pe partea din aval și bariera, ceea ce duce la captarea particulelor de zăpadă pe cealaltă parte a barierei. Barierele repetate, cum ar fi miriștea în picioare, țin vântul deasupra suprafeței reziduurilor de cultură și, prin urmare, zăpada „prinsă” rămâne inaccesabilă pentru mișcările ulterioare ale vântului.

Studiile oamenilor de știință din Marile Câmpii ale Statelor Unite au arătat că miriștile în picioare au reținut 37% din precipitațiile de iarnă, în timp ce câmpurile de pânză fără reziduuri de plante au reținut doar 9%. Proporția terenului acoperit cu reziduuri de cultură în picioare afectează în mod evident captarea zăpezii. Oamenii de știință care studiază efectul înălțimii de tăiere a floarea-soarelui asupra reținerii zăpezii au descoperit o corelație ridicată între umiditatea depozitată a solului și înălțimea de tăiere: cu cât tăierea este mai mare, cu atât este captată mai multă zăpadă.

Introducerea tehnologiei no-till a făcut posibilă îmbunătățirea semnificativă a captării zăpezii cu ajutorul reziduurilor de plante de pe viță de vie. Înainte de introducerea lucrului fără sol, lucrarea mecanică a solului necesară pentru controlul buruienilor a dus la o reducere a reziduurilor în picioare și a acoperirii totale cu reziduuri și, prin urmare, a redus captarea zăpezii.

Captarea zăpezii rămâne cea mai simplă parte a acumulării resursei de umiditate a zăpezii; captarea apei de topire este mult mai puțin previzibilă și gestionabilă. De exemplu, dacă solul îngheață înainte de căderea zăpezii, este mai puțin probabil ca apa să se înmoaie decât atunci când solul nu este înghețat. La latitudinile nordice, solurile îngheață de obicei înainte de a cădea zăpadă. Mai mult, adâncimea înghețului solului depinde de cantitatea de apă din sol toamna, precum și de efectul izolator al zăpezii, care crește odată cu creșterea adâncimii zăpezii. Solurile uscate îngheață mai adânc și mai repede decât solurile umede, dar solurile uscate înghețate reduc scurgerea apei în comparație cu solurile umede.

Menținerea infiltrației atunci când solul îngheață înainte de zăpadă și/sau ploi de iarnă este dificilă. Nivelurile de infiltrare a solurilor înghețate sunt determinate de doi factori: 1) structura solului înghețat, i.e. granule mici sau agregate mari asemănătoare betonului, 2) conținutul de apă din sol în timpul înghețului. Solurile care sunt înghețate cu un conținut scăzut de umiditate nu interferează cu pătrunderea apei, deoarece acestea agregatele lasă suficient loc pentru infiltrare. În schimb, solurile înghețate cu un conținut ridicat de apă îngheață în structuri masive și dense (cum ar fi betonul) și cu greu lasă apa să pătrundă. Dezghețarea bruscă și ploaia pe astfel de soluri pot duce la ieșiri mari și la eroziune. Acumularea precipitațiilor de iarnă poate fi maximizată folosind următoarele principii: 1) captarea zăpezii cu reziduuri de cultură în picioare; 2) maximizarea macroporilor la suprafață în acele perioade în care solul este înghețat.

Sinteza principiilor acumulării apei

Condițiile favorabile de infiltrare chiar la suprafața solului și timpul suficient pentru infiltrare sunt cheile pentru stocarea eficientă a apei. Cu toate acestea, cel mai important principiu este protejarea suprafeței solului de energia picăturii. În lunile de iarnă, în zonele temperate, când frunzele mari nu au părut încă să primească energia picăturii și să treacă prin apă, vegetația (reziduurile de plante) îndeplinesc funcția de a reduce nivelurile de scurgere. Acoperirea absoarbe energia picăturilor, protejează agregatele solului și mărește dimensiunea macroporilor, ceea ce, la rândul său, reduce scurgerea. Mai mult, în perioada de vegetație a culturilor, un conținut scăzut de apă în sol asigură un nivel bun de infiltrare.

Retenția apei în sol

După ce apa a fost colectată, proprietatea de evaporare a aerului începe să o „tragă”. Prin urmare, chiar dacă nu sunt prezente culturi pe câmp, solurile pierd umiditate din cauza evaporării. În această secțiune, vom demonstra modul în care cultivarea fără sol afectează retenția de apă în sol după ce am colectat suficientă umiditate în timpul ploii. Proprietatea protectoare a reziduurilor vegetale crește infiltrația, deoarece. ele nu numai că protejează agregatele de sol, dar influenţează în acelaşi timp viteza de evaporare, mai ales în fazele iniţiale de evaporare, după precipitare.

Demonstrarea evaporării apei din sol

Evaporarea are loc deoarece cererea de apa pentru aer este intotdeauna mare, chiar si iarna, in raport cu capacitatea solului de a retine apa. Cu alte cuvinte, potenţialul de aer este întotdeauna negativ în raport cu potenţialul solului. Aerul cald are o capacitate mai mare de a reține umiditatea decât aerul rece. Astfel, pe măsură ce temperatura crește, crește potențialul de evaporare. Evaporarea este cea mai mare atunci când solul este umed (potenţial ridicat de apă) şi aerul este uscat (adică, umiditate relativă scăzută). Când solurile se usucă aproape de suprafață, apa se ridică la suprafață pentru a umple apa evaporată (Figura 5). Cu o evaporare constantă, distanța pe care o parcurge apa crește, ceea ce reduce viteza de curgere a apei la suprafață sub formă de lichid sau vapori, rata de evaporare scade, iar suprafața solului rămâne uscată (Fig. 5). În cele din urmă, apa începe să se deplaseze la suprafața solului doar sub formă de abur, ceea ce duce la o rată de evaporare foarte scăzută. Fiecare precipitație ulterioară începe din nou ciclul de evaporare, deoarece. suprafața solului devine din nou umedă.

Pe lângă temperatura aerului, alte influențe atmosferice, cum ar fi radiația solară și vântul, afectează evaporarea. Radiația solară dă energie evaporării, iar viteza vântului afectează gradientul de presiune a vaporilor la orizontul sol-atmosferă. Umiditatea ridicată și viteza scăzută a vântului au ca rezultat un gradient de presiune a vaporilor mai mic pe orizontul sol-atmosferă și astfel scade rata de evaporare. Pe măsură ce umiditatea relativă scade și viteza vântului crește, potențialul de evaporare crește treptat. Într-o zi cu vânt, aerul umed este înlocuit în mod constant cu aer uscat la suprafața solului, rezultând o evaporare mai rapidă.

Evaporarea apei din sol trece prin trei etape. Cea mai mare parte a apei se pierde în prima etapă, iar în etapele ulterioare, nivelul pierderilor scade. Evaporarea in prima etapa depinde de conditiile de mediu (viteza vantului, temperatura, umiditatea relativa si energia solara) si de curgerea apei la suprafata. Pierderile sunt reduse semnificativ în timpul celei de-a doua etape, când cantitatea de apă de la suprafața solului este redusă. În a treia etapă, când apa se deplasează la suprafață sub formă de abur, viteza este foarte mică. Cel mai mare potențial de reducere a nivelurilor de evaporare se află în primele două etape.

Să demonstrăm modul în care reziduurile de plante rămase pe suprafața solului afectează evaporarea apei din sol. Evident, vor reflecta energia solară, răcind suprafața solului și, de asemenea, vor reflecta vântul; ambele efecte vor reduce rata inițială de evaporare a apei (Fig. 6).

Reziduurile de plante de pe suprafața solului prezente în tehnologia no-till reduc semnificativ nivelul de evaporare în prima etapă. Orice material precum paiele sau rumegușul sau frunzele sau foliile de plastic răspândite pe suprafața solului vor proteja pământul de energia ploii sau vor reduce evaporarea. Orientarea reziduurilor de plante (pe viță de vie, așezate mecanic sau sub formă de acoperire) afectează și viteza de evaporare, deoarece. orientarea afectează aerodinamica și reflectivitatea, care la rândul lor afectează echilibrul energiei solare lângă suprafață. Un exemplu de eficacitate a utilizării reziduurilor de plante este dat în lucrarea științifică a lui Smika (1983). Acesta a măsurat pierderea de apă din sol care are loc într-o perioadă fără ploaie de 35 de zile. Pierderile au fost de 23 mm din sol gol și 20 mm cu reziduuri de plante așezate, 19 mm la 75% reziduu depus și 25% reziduu în picioare și 15 mm la 50% reziduu depus și 50% reziduu în picioare pe suprafață.

Cantitatea de reziduuri a fost de 4,6 t/ha iar reziduurile de pe viță de vie au avut o înălțime de 0,46 m.

Cititorul ar trebui să-și amintească că reziduurile de plante nu opresc evaporarea, ci o întârzie. Dacă trece o perioadă mare de timp fără precipitații, solul de sub reziduurile de plante va începe să piardă la fel de multă apă ca solul neacoperit. Singurele diferențe vor fi că solul neacoperit va pierde rapid apă, în timp ce reziduurile de cultură vor reduce rata la care apa va părăsi solul (Figura 7).

Beneficiile încetinirii evaporării cu reziduuri de plante într-un sistem de lucru fără prelucrare pot fi demonstrate folosind datele din Figura 7. Să presupunem că ploaia cade în ziua 0, adică. iar solul gol (linia de diamant) și solul acoperit cu reziduuri de cultură (linia pătrată) sunt în aceeași stare din punct de vedere al conținutului de umiditate. După 3-5 zile, pe solul neacoperit a avut loc o evaporare foarte rapidă, iar suprafața va fi aproape uscată la aer. În schimb, solul acoperit cu resturi vegetale a avut o rată de evaporare mult mai mică și nu s-a uscat decât la 12-14 zile după precipitații. Acum să ne imaginăm că în a șaptea zi mai cade o ploaie; deoarece solul neacoperit este deja uscat în a șaptea zi, ploaia trebuie să reudă solul uscat înainte de a începe reținerea umidității. Dacă este o ploaie foarte scurtă, va fi completată doar cantitatea de apă care s-a evaporat. În schimb, în ​​solul care a fost acoperit cu resturi vegetale, evaporarea a fost foarte lentă, astfel încât până în ziua a șaptea solul de sub reziduul de plante este încă umed (prezentat în Figura 6). Aceasta înseamnă că, dacă ploaia cade în a șaptea zi, nu trebuie să ude solul uscat (nu există), astfel încât apa începe imediat să se miște adânc în sol și se acumulează.

Încetinirea evaporării cu reziduuri de recoltă în sistemele fără prelucrare ajută la conservarea umidității suprafața solului se usucă mai lent. Cu toate acestea, dacă ploaia nu cade pentru o perioadă lungă de timp, solul acoperit cu resturi vegetale nu va reține mai multă umiditate decât solul neacoperit.

Cititorul ar trebui să înțeleagă că, chiar dacă între ploi este mult timp și evaporarea usucă solul, resturile de plante sunt totuși utile, deoarece. vor proteja solul de energia picăturilor de ploaie când va ploua din nou.

Demonstrarea efectului lucrării solului asupra evaporării umidității

Când solul este prelucrat mecanic, solul umed se deschide la suprafață. Aceasta înseamnă că evaporarea rapidă începe imediat după tratament (Fig. 8). Evident, dacă lucrarea mecanică a solului este folosită pentru a controla buruienile, rezultă umiditate irosită, ca expune în mod constant solul umed la o evaporare rapidă la suprafață. Spre deosebire de aceasta, tehnologia no-till, care folosește controlul buruienilor cu erbicide, nu are ca rezultat evaporare, deoarece solul nu este afectat. Solul rămâne mai umed la suprafață și, prin urmare, următoarea ploaie nu va reudă solul uscat, ci va pătrunde mai adânc în sol și se va acumula pentru utilizare ulterioară.

concluzii

Cheia captării eficiente a apei sunt condițiile favorabile de la suprafața solului, astfel încât apa să poată pătrunde imediat în sol, precum și acele (condiții) care permit suficient timp pentru infiltrare. Cel mai important principiu pentru realizarea pătrunderii apei în sol este protejarea suprafeței de energia picăturilor de ploaie. Sistemul de nerăzbunare asigură acoperire cu culturi în creștere și reziduuri de cultură. Acoperirea absoarbe energia picăturilor, protejează agregatele solului și mărește dimensiunea macroporilor. În același timp, această acoperire încetinește scurgerea, crescând astfel stocarea apei în sol pentru a fi utilizată de următoarea cultură. Pentru a reține cantitatea maximă de umiditate acumulată, evaporarea trebuie redusă la minimum. Lucrarea liberă reduce evaporarea ca cu această tehnologie, la suprafață rămân reziduuri de plante, care reduc temperatura solului și ridică vântul deasupra solului. Utilizarea apei de către buruieni este o risipă de umiditate care ar putea fi disponibilă plantelor cultivate. Lucrarea mecanică a solului oprește de obicei buruienile să transporte apă instantaneu, dar expune solul umed la atmosferă, ceea ce crește pierderile prin evaporare. În cazul utilizării sistemului de nerăzire, combaterea buruienilor se realizează prin erbicide, ceea ce previne un efect dăunător asupra solului în comparație cu lucrarea mecanică a solului, în timp ce apa se acumulează în sol. Acest lucru este deosebit de important în țări precum Ucraina, unde cea mai mare parte a precipitațiilor cad vara.