Гарі Петерсон, Колорадський державний університет

Професор Гарі Петерсон - людина не тільки глибоких знань, але і відкритий співрозмовник, здатний захопити практиків оригінальними ідеями і простотою ясної думки. На конференції в Дніпропетровську, де Петерсон читав цю доповідь, він моментально обріс друзями і новими знайомствами, його запрошували в гості, в господарства, і він відгукувався щиро, тому що йому вистачило тижні перебування на цій землі, щоб полюбити Україну.

Опади і атмосферна потреба в випаровуванні

У посушливих умовах природні опади - єдине доступне джерело вологи. Напівпосушливі регіони, наприклад Східна Європа і Західна Азія, отримують непостійне і обмежена кількість опадів. Тому успішне вирощування культур на незрошуваних грунтах залежить від адекватного накопичення води в грунті для підтримки культури до випадання наступних опадів. Культури на незрошуваних землях покладаються виключно на воду в грунті, накопичену між випаданням опадів, і через ненадійного випадання опадів накопичення води в грунті виключно важливо для обробітку культур на незрошуваних землях.

Існує три принципу накопичення вологи:

1) накопичення води - збереження опадів в грунті;

2) утримання води - збереження вологи в грунті для пізнішого використання культурами;

3) ефективність використання води - ефективне використання води для отримання оптимального врожаю. Лише недавно у нас з'явилася технологія, яка значно змінила підхід до управління опадами на незрошуваних землях. Коли механічна обробка грунту була єдиним способом контролю бур'янів і підготовки насіннєвого ложа, управління накопиченням опадів і утриманням їх у грунті було дуже трудомісткими процесом. Оброблювані поля взагалі не були покриті і були в значній мірі схильні до впливу вітрової та водної ерозії. Інтенсивна обробка грунту надає багато негативних ефектів на саму грунт, включаючи зниження кількості органічної речовини і пошкодження структури грунту. Використання скороченою обробки і no-till дозволяє нам ефективно збирати воду і зберігати її. У більшості випадків, коли системи скороченою обробки і no-till правильно налагоджені, вони призводять до більш стійкого вирощування культур на незрошуваних землях. У даній статті будуть розглянуті принципи уловлювання опадів і збереження їх в грунті.

накопичення води

Збереження води починається з накопичення випадкових опадів (дощу або снігу). Накопичення води повинно бути максимізувало в рамках економічних обмежувачів певної ситуації. Принципи, що керують властивостями грунту, які впливають на здатність накопичувати вологу, такі: структура грунту, утворення агрегатів і розмір пор. Ми також розглянемо взаємодію накопичення і утримання води в порівнянні з випаровуванням. Наприклад, скорочення часу застою води на поверхні грунту і переміщення вологи всередину зменшує можливість випаровування. Це особливо важливо в регіонах, де після випадання дощу влітку виникає великий потенціал випаровування.

Візуалізація уловлювання опадів

Ми повинні намагатися, щоб вода, що міститься в краплі дощу, негайно потрапляла в проміжки між грунтовими агрегатами і утримувалася там для подальшого її використання культурою. Для початку давайте уявимо собі уловлювання опадів з точки зору краплі дощу, яка вдаряється об поверхню грунту і проникає вглиб (рис. 1). Зверніть увагу на те, що чим довше проміжки між агрегатами ґрунту відкриті, тим менше вода має перешкод і швидше всмоктується, таким чином, накопичення опадів буде відмінним.

Надходження води в грунт, на перший погляд, виглядає дуже простим процесом, коли надходить вода просто витісняє присутній в грунті повітря. Однак насправді це складний процес, тому що швидкість інфільтрації води в грунт схильна до впливу безлічі факторів, наприклад, пористості грунту, вмісту води в грунті і проникності профілю грунту. Утримання води - складний феномен, оскільки максимальна швидкість інфільтрації досягається на початку випадання опадів, а потім швидко знижується, у міру того, як вода починає заповнювати простір пір на поверхні.

Текстура ґрунту сильно впливає на швидкість інфільтрації, але за допомогою менеджменту текстуру грунту змінити не можна. Велика кількість макропор на поверхні (великі пори), як і ті, які присутні в грунтах з грубою структурою (піщані суглинки і т.д.), збільшують швидкість інфільтрації вологи. Грунти з дрібної структурою (пилуваті суглинки і важкі глинисті суглинки) зазвичай мають меншою кількістю макропор (маленькі пори), а, отже, швидкість інфільтрації на таких ґрунтах менше в порівнянні з грунтами, у яких груба структура.

Агрегація грунту також управляє розміром макропор грунту. Таким чином, грунту з однаковою структурою, але з різним ступенем агрегації можуть значно відрізнятися в плані розміру макропор. На щастя і на жаль, ступінь агрегації грунту можна змінити за допомогою управлінських методів, наприклад, no-till, додавання рослинних залишків, які допомагають відновити агрегацію. Виключно важливо пам'ятати, що грунту з дрібної структурою, наприклад, пилуваті суглинки або важкі глинисті суглинки, залишалися добре структурованими, щоб існували відкриті проходи для руху води вниз. Пам'ятайте, будь-яка технологія, яка зменшує структурний розмір, буде зменшувати розмір пір на поверхні, а, отже, обмежувати проникнення води в грунт. Найкращою в цьому плані є структура, яка може чинити опір змінам. Грунти зі слабкою структурою швидко втрачають свою здатність вбирати воду, якщо структурні агрегати розпадаються, і пори на поверхні грунту стають менше. Це може відбуватися або через занадто інтенсивної обробки грунту, або в силу природних явищ, наприклад, дощу.

Безпосередньо поверхню грунту повинна становити інтерес для менеджменту, тому що умови, що виникають на поверхні грунту, зумовлюють здатність вловлювати вологу. При роботі в умовах посухи наша мета - використовувати такі методи, які призводять до збільшення ступеня інфільтрації реалістичним і економічно вигідним способом в рамках певної системи вирощування культур.

Візуалізація впливу краплі дощу

Що ж дійсно відбувається, коли крапля падає на поверхню грунту? Розмір крапель залежить від сили грози, яка, в свою чергу, зумовлюється кліматом певного географічного регіону. Діаметр крапель варіює від 0,25 до 6 мм (середній - близько 3 мм), а тепер порівняйте діаметр краплі з діаметром грунтових агрегатів, в які потрапляє ця крапля, а грунт, в свою чергу, нічим не покрита; розмір грунтових агрегатів зазвичай становить менше 1 мм. Коли крапля діаметром 3 мм, що летить зі швидкістю 750 см / сек, вдаряється в агрегат діаметром менше 1 мм, пошкодження часто дуже значна. Якщо привести це до відносної масі, то цей феномен аналогічний тому, що в людини вагою 80 кг врізається автомобіль вагою 1600 кг, що рухався зі швидкістю 27 км / ч. Дощ з вітром, який прискорює швидкість краплі, призводить до більшого впливу, тому що прискорена вітром крапля несе в собі заряд енергії в 2,75 раз більше, ніж дощ при штилі. Цілком очевидно, що грунтові агрегати будуть зруйновані, особливо, якщо в них постійно вдаряються краплі дощу при грозі будь-якої тривалості. Енергія дощових крапель негативно впливає на структуру поверхні грунту, буквально «підриваючи» агрегати грунту. Коли агрегати вибухають, що залишилися маленькі частинки забивають простір макропор грунту, і швидкість інфільтрації знижується (рис. 2). Очевидно, що під час нетривалої або несильним грози вплив дощових крапель буде менше. No-till дає рішення цієї проблеми, тому що при подібній технології рослинні залишки залишаються на поверхні, захищаючи поверхню грунту від впливу крапель дощу.

Захист ґрунтових агрегатів від впливу дощових крапель

Утримання води можна здійснювати на адекватному рівні, якщо ми зможемо зберегти пори на поверхні грунту відкритими. Тому захист грунтових агрегатів від впливу крапель дощу - ключ до збереження максимальному ступені уловлювання води для певної ситуації на грунті (рис. 3).

Технологія no-till, при якій рослинні залишки залишаються на поверхні, - часткову відповідь на те, як захистити грунтові агрегати. На малюнку 3 ви бачите, як рослинні залишки вбирають енергію дощових крапель, а тому грунтові агрегати залишаються неушкодженими. Таким чином, інфільтрація води проходить в нормальному режимі. Завдяки контролю над бур'янами за допомогою гербіцидів, ми можемо просто контролювати бур'яни без механічної обробки, залишаючи наш грунт максимально захищеною від впливу енергії дощу.

При no-till покрив грунту зберігається цілий рік, тому що загальна ступінь покриття грунту являє собою суму покриву, утвореного самою зростаючою культурою, і покриву, створеного рослинними залишками. Очевидно, що покриття грунту дуже динамічно і може коливатися від 0% до 100% в рамках одного вегетаційного сезону, в залежності від того, яка культура зараз зростає і яка технологія обробки грунту використовується. Під час посіву, наприклад, покриття грунту складається тільки з рослинних залишків. У міру зростання культури покриття вже в основному здійснюється листям самої культури. Коли покрив, створений самою культурою, приймає на себе удар краплі дощу, так само, як і рослинні залишки, вода плавно скочується на поверхню грунту зі значно меншим зарядом енергії, тому грунтові агрегати схильні меншому ступені руйнування, пори на поверхні грунту залишаються відкритими, а інфільтрація підтримується на належному рівні. У міру зростання культури кількість рослинних залишків знижується, тому що відбувається природний розпад за рахунок активності мікроорганізмів. Коли покрив, створений зростаючої культурою, починає зменшуватися, рослинні залишки знову стають основним засобом захисту ґрунту, і цикл завершується. Пам'ятайте про те, що механічна обробка грунту, під час, і після зростання культур знижує кількість рослинних залишків на поверхні, а, отже, і захищеність поверхні грунту.

Користь від накопичення води завдяки покрову найбільш відчутна в регіонах з літніми опадами; наприклад, цикли вирощування кукурудзи (Zea mays L.) або зернового сорго в Великих рівнинах Північної Америки припадають на період, коли випадає 75% річних опадів. Навпаки, незрошувані регіони, де взимку випадає не дуже багато опадів (Північний Захід Тихоокеанського узбережжя в США), що немає добре розвиненим покривом, коли випадає велика частина опадів. Проте, раннє формування культур, посіяних восени для отримання хоча б часткового покриву грунту, визнано хорошим захистом ґрунту і способом боротьби з відтоком води протягом зимових місяців.

Інша вплив рослинних залишків на утримання води

Крім поглинання енергії крапель і захисту ґрунтових агрегатів від руйнування рослинні залишки фізично блокують відтік води, знижують рівні випаровування під час дощу, дозволяючи воді піти в профіль ґрунту до початку відтоку. Загальна інфільтрація води є наслідком того, наскільки довго вода буде знаходитися в контакті з грунтом (час можливості) до того, як вона почне стікати вниз по схилу. Збільшення цієї тимчасової складової є ключовим управлінським інструментом в накопиченні води. Основним принципом збільшення «часу можливості» є запобігання відтоку води, уповільнення його, і т.о надання можливості довше перебувати в контакті з грунтом, а, отже, вбиратися. Рослинні залишки на поверхні грунту збільшують «час можливості», тому що фізично блокують і уповільнюють відтік води. Контурний посів також збільшує користь від рослинних залишків у сповільненні відтоку води, тому що гребені грають роль міні-терас.

Duley і Russel (1939) були одними з перших, хто визнав важливість захисту ґрунту рослинними залишками. В одному зі своїх експериментів вони порівнювали вплив 4,5 т / га покладеної соломи з рівною кількістю забитої соломи і з непокритою грунтом на накопичення вологи. Накопичення вологи становило 54% \u200b\u200bопадів при покритті, що складається з покладеної соломи, в порівнянні з 34%, коли солома була закладена, і лише 20% при непокритою грунті. Їх експеримент не передбачав розділення впливу рослинних залишків на такі компоненти, як захист грунту, випаровування і блокування води, додавати коментарі говорять про те, що збереження пористості і фізична блокування води значно знижували відтік вологи під час гроз і були основними складовими збільшення накопичення води під час сезону.

Дані дослідження Mannering і Mayer (1963) явно показують захисний механізм рослинних залишків, що впливають на швидкість інфільтрації на пилуватих суглинках з ухилом 5%. Після чотирьох симуляцій дощу протягом 48 годин грунт, вкритий 2,2 т / га рослинних залишків, мала остаточний рівень інфільтрації, несильно відрізняється від початкового. Дослідники виявили, що солома поглинала енергію крапель і поширювала її, запобігаючи поверхню грунту від покривання кіркою і закупорки.

Демонстрація негативного впливу механічної обробки

Агрегація грунту знижується при збільшенні інтенсивності обробітку грунту і / кількості років культивації (рис. 4). Механічна обробка грунту негативно впливає на агрегати грунту з двох основних причин: 1) фізичне подрібнення, яке призводить до скорочення розміру агрегатів; 2) збільшення рівнів окислення органічної речовини, яке виникає через руйнування макроагрегатов і подальшого відкриття органічних сполук грунтовим організмам.Распределеніе розмірів агрегатів також змінюється таким чином, що мікропористість збільшується за рахунок макропористі, що призводить до зниження швидкості інфільтрації. Ступінь, з якою механічна обробка впливає на інфільтрацію, регулюється складною взаємодією типу обробки, клімату (особливо опади і температура) і часу, спільно з такими характеристиками грунту, як структура, органічна структура і зміст органічної речовини. Тому довгострокова обробка будь грунту знижує опірність агрегатів до фізичного руйнування, наприклад, вплив крапель дощу і механічної обробки грунту будь-якого роду. Однак, як глинисті мінерали в грунті, так і органічна речовина стабілізують грунтові агрегати і роблять їх стійкими до фізичного руйнування. Зменшення кількості органічної речовини знижує стабільність агрегатів, особливо, якщо вона і так низька.

З цих двох основних властивостей ґрунту, що регулюють утворення агрегатів, механічна обробка грунту в будь-якому вигляді впливає на вміст органічної речовини. Ступінь практичності зміни рівня органічної речовини варіює залежно від умов, тому що рівень органічної речовини в значній мірі визначається двома процесами: накопиченням і декомпозицией. Перший визначається в основному кількістю внесеної органіки, сильно залежить від опадів і зрошення. Другий - переважно температурою. Мета збереження або збільшення рівнів органічної речовини легше досяжна в прохолодних, зволожених умовах, ніж в жарких і сухих.

«Свіжість» з'єднань органічної речовини необхідна для стабільності агрегатів. У ґрунтових екосистемах знову додані або частково розклалися рослинні залишки і продукти їх розпаду, відомі також як «молоді гумінові субстанції», створюють більш «мобільний» масив органічної речовини. Старі або більш стабільні гумінові субстанції, які більш стійкі до подальшого розпаду, створюють «стабільний» масив органічної речовини. Загально визнано, що мобільний масив органічної речовини регулює силу подачі поживних речовин в грунті, особливо азоту, тоді як мобільний і стабільний масиви впливають на фізичні якості грунту, наприклад, формування агрегатів і структурну стабільність. Освіта мобільного і стабільного масивів - динамічний процес, який регулюється кількома факторами, включаючи тип і кількість внесення органіки і її склад.

Виник великий інтерес до визначення того, як обробка грунту впливає на структурний розвиток і підтримку грунту по відношенню до змісту органічного речовини, особливо в зв'язку з появою технології no-till. Підвищення інтенсивності обробітку грунту збільшує втрати органічної речовини з грунту і знижує агрегативного грунту.

Накопичення снігу і утримання талих вод

Багато незрошувані землі отримують значну кількість річних опадів у вигляді снігу. Ефективне накопичення води снігу має дві характеристики: 1) вловлювання снігу само по собі і 2) вловлювання талих вод. Оскільки сніг часто супроводжується вітром, принципи уловлювання снігу такі ж, як принципи, які використовуються в захисті грунтів від вітрової ерозії. Рослинні залишки на корню, вітрозахисні смуги, смуговий обробка і штучні бар'єри використовувалися для максимізації уловлювання снігу. Основний принцип цих пристроїв полягає в створенні областей, де знижується швидкість вітру з підвітряного боку і бар'єру, що призводить до уловлювання частинок снігу з іншого боку бар'єру. Повторювані бар'єри, наприклад, стерня на корню, утримують вітер над поверхнею рослинних залишків, а, отже, «спійманий» сніг залишається недосяжним для наступних рухів вітру.

Дослідження вчених з Великих рівнин США показали, що стерня на корені зберігала 37% зимових опадів, а поля під паром без рослинних залишків зберігали лише 9%. Пропорція поля, покрита рослинними залишками на корню, очевидно, впливає на уловлювання снігу. Вчені, які вивчають вплив висоти зрізу соняшнику на утримання снігу, виявили високу кореляцію між збереженою вологою в грунті і висотою зрізу: чим вище зріз, тим більше снігу вловлюється.

Впровадження технології no-till дозволило значно поліпшити уловлювання снігу за допомогою рослинних залишків на корені. До початку використання no-till механічна обробка, необхідна для контролю бур'янів, приводила до зниження пропорції рослинних залишків на корені і загальної пропорції покриття грунту рослинними залишками, а, отже, до зниження уловлювання снігу.

Уловлювання снігопаду залишається найпростішої частиною накопичення ресурсу вологи снігу; уловлювання талих вод набагато менш передбачувана і керована. Наприклад, якщо грунт замерзає до снігопаду, у води менше шансів вбратися, в порівнянні з випадками, коли грунт не замерзла. На північних широтах грунту зазвичай замерзають до випадання снігу. Більш того, глибина промерзання ґрунту залежить від кількості води в грунті восени, а також від ізолюючого ефекту снігу, який збільшується при збільшенні глибини снігового покриву. Сухі грунту промерзають глибше і швидше, ніж вологі, але замерзлі сухі грунту знижують відтік води в порівнянні з вологими ґрунтами.

Підтримка інфільтрації на належному рівні, коли грунт замерзає до снігопаду і / або до випадання зимових дощів, представляє труднощі. Рівні інфільтрації замерзлих грунтів визначаються двома факторами: 1) структурою замерзлої грунту, тобто маленькі гранули чи великі агрегати, схожі на бетон, 2) вмістом води в грунті під час морозів. Грунти, які замерзли з низьким рівнем вмісту вологи, не заважають проникненню води, тому що агрегати залишають достатньо місця для інфільтрації. Навпаки, грунту, замерзлі з великим вмістом води, замерзають в масивні, щільні структури (як бетон) і практично не дають воді можливості проникнути всередину. Різка відлига і дощ на таких ґрунтах можуть привести до великого відтоку і ерозії. Накопичення зимових опадів можна максимізувати, використовуючи такі принципи: 1) вловлювання снігу за допомогою рослинних залишків на корені; 2) максимізація макропор на поверхні в ті періоди, коли грунт замерзла.

Синтез принципів накопичення води

Сприятливі умови для інфільтрації на самій поверхні грунту і достатня кількість часу для інфільтрації - ключі до ефективного накопичення води. Однак найбільш важливим принципом є захист поверхні грунту від енергії краплі. Протягом зимових місяців в зонах з помірним кліматом, коли ще не з'явилися великі листя для прийняття енергії краплі і пропускання води, рослинність (рослинні залишки) здійснюють функцію зниження рівнів відтоку. Покриття вбирає енергію краплі, захищає грунтові агрегати і збільшує розмір макропор, а це, в свою чергу, знижує відтік. Більш того, протягом сезону росту культури вміст води в грунті в невеликих кількостях забезпечує хороший рівень інфільтрації.

Утримання води в грунті

Після того як вода була зібрана, випарне властивість повітря починає «витягати» її назовні. Тому, навіть якщо ніякі культури не присутні на поле, грунти втрачають вологу через випаровування. В даному розділі ми продемонструємо, як no-till впливає на утримання води в грунті, після того як ми зібрали достатню кількість вологи під час опадів. Захисна властивість рослинних залишків збільшує інфільтрацію, тому що вони не тільки захищають грунтові агрегати, але і одночасно впливають на швидкість випаровування, особливо під час початкових стадій випаровування, після випадання опадів.

Демонстрація випаровування води з грунту

Випаровування виникає, тому що потреба повітря в воді завжди висока, навіть взимку, по відношенню до здатності грунту утримувати воду. Іншими словами, потенціал повітря завжди негативний по відношенню до потенціалу грунту. У теплого повітря більше здатність утримувати вологу, ніж у холодного. Таким чином, при збільшенні температури потенціал випаровування збільшується. Випаровування над усе, коли грунт вологий (високий водний потенціал), а повітря сухе (тобто відносна вологість низька). Коли грунту висихають у поверхні, вода піднімається до поверхні, щоб заповнити запаси води, що випарувалася (рис. 5). При постійному випаровуванні відстань, яке проходить вода, збільшується, що знижує швидкість течії води до поверхні у вигляді рідини або пари, знижується швидкість випаровування, і поверхню грунту залишається сухою (рис. 5). Нарешті, вода починає рухатися до поверхні грунту тільки у вигляді пари, що призводить до дуже низької швидкості випаровування. Кожне наступне випадання опадів починає цикл випаровування заново, тому що поверхню грунту знову стає вологою.

Крім температури повітря, інші атмосферні впливи, наприклад, сонячна радіація і вітер, впливають на випаровування. Сонячна радіація дає енергію випаровуванню, а швидкість вітру впливає на градієнт тиску пара на горизонті грунт - атмосфера. Висока вологість і низька швидкість вітру призводять до меншого градієнту тиску пара на горизонті грунт - атмосфера і, таким чином, знижують швидкість випаровування. У міру зниження відносної вологості і збільшення швидкості вітру потенціал випаровування поступово збільшується. У вітряний день вологе повітря постійно замінюється сухим повітрям на поверхні грунту, приводячи до прискорення випаровування.

Випаровування води з грунту проходить три стадії. Найбільше води втрачається на першій стадії, а на наступних рівень втрат зменшується. Випаровування на першій стадії залежить від умов навколишнього середовища (швидкість вітру, температура, відносна вологість і сонячна енергія) і потоку води до поверхні. Втрати значно знижуються під час другої стадії, коли кількість води на поверхні грунту знижується. Під час третьої стадії, коли вода рухається на поверхню у вигляді пари, швидкість дуже низька. Найбільший потенціал зниження рівнів випаровування лежить в перших двох стадіях.

Давайте продемонструємо, як рослинні залишки, залишені на поверхні грунту, впливають на випаровування води з грунту. Очевидно, вони будуть відображати сонячну енергію, охолоджуючи поверхню грунту, а також відображати вітер; обидва ці ефекту будуть знижувати початкову швидкість випаровування води (рис. 6).

Рослинні залишки на поверхні грунту, присутні в технології no-till, значно знижують рівень випаровування на першій стадії. Будь-який матеріал, наприклад, солома або тирсу, або листя, або пластикова плівка, розстелені на поверхні грунту, захищатимуть землю від впливу енергії дощу або знижувати рівень випаровування. Орієнтація рослинних залишків (на корню, укладені механічно або у вигляді покриву) також впливає на швидкість випаровування, тому що орієнтація впливає на аеродинаміку і яка відображає здатність, що, в свою чергу, впливає на баланс сонячної енергії на поверхні. Приклад ефективності використання рослинних залишків наведено в науковій роботі Smika (1983). Він вимірював втрати води з грунту, що виникають протягом 35-денного періоду без опадів. Втрати становили 23 мм з непокритою грунту і 20 мм при покладених рослинних рештках, 19 мм при 75% укладених залишків і 25% залишків на корені і 15 мм при 50% укладених залишків і 50% залишків на корені на поверхні.

Кількість залишків було 4,6 т / га, а залишки на корені були 0,46 м у висоту.

Читачеві слід пам'ятати, що рослинні залишки не зупиняють випаровування, вони його затримують. Якщо проходить велика кількість часу, а опади не випадають, грунт під рослинними залишками почне втрачати стільки ж води, скільки і непокрита грунт. Відмінності будуть полягати лише в тому, що непокрита грунт буде втрачати воду швидко, а рослинні залишки будуть знижувати швидкість, з якою вода буде залишати грунт (рис. 7).

Переваги уповільнення випаровування за допомогою рослинних залишків у системі no-till можна продемонструвати, використовуючи дані малюнка 7. Припустимо, дощ випадає в день 0, тобто і непокрита грунт (лінія, позначена ромбиками) і грунт, вкритий рослинними залишками (лінія, позначена квадратиками), знаходяться в однакових умовах в плані змісту вологи. Через 3-5 днів на непокритою грунті сталося дуже швидке випаровування, і поверхня буде майже повітряно сухий. На відміну від цього, на грунті, покритої рослинними залишками, швидкість випаровування була набагато нижче, і вона не просихає до 12-14 дня після випадання дощу. Тепер давайте уявимо, що на сьомий день випадає ще один дощ; тому непокрита грунт на сьомий день вже суха, дощ повинен знову змочити сухий грунт, перш ніж почнеться збереження вологи. Якщо це дуже нетривалий дощ, восполнится тільки ту кількість води, яке випарувалося. На відміну від цього, на грунті, яка була покрита рослинними залишками, випаровування проходило дуже повільно, тому до дня сьомого грунт під рослинними залишками все ще волога (показано на рис. 6). Це означає, що, якщо дощ випадає на сьомий день, йому не треба змочувати сухий грунт (її немає), тому вода відразу починає рухатися вглиб грунту, і відбувається її накопичення.

Уповільнення випаровування за допомогою рослинних залишків у системах no-till допомагає зберігати вологу, тому що поверхню грунту висихає повільніше. Однак якщо дощ не буде випадати протягом тривалого періоду, грунт, вкритий рослинними залишками, що не буде зберігати більше вологи, ніж непокрита.

Читачеві слід зрозуміти, що, навіть якщо проходить багато часу між дощами і випаровування висушує грунт, рослинні залишки в будь-якому випадку корисні, тому що вони будуть захищати грунт від енергії крапель дощу, коли дощ піде знову.

Демонстрація впливу обробітку грунту на випаровування вологи

Коли грунт механічно обробляють, вологий грунт відкривається на поверхні. Це означає, що починається швидке випаровування відразу після обробки (рис. 8). Очевидно, що, якщо механічна обробка використовується для боротьби з бур'янами, вона призводить до витрачання вологи, тому що постійно піддає вологий грунт швидкому випаровуванню на поверхні. На відміну від цього, технологія no-till, в якій використовується контроль бур'янів за допомогою гербіцидів, не приводить до випаровування, тому що впливу на грунт не надається. Грунт залишається вологіше на поверхні, а, отже, наступний дощ не буде заново змочувати сухий грунт, а буде проникати глибше в грунт і накопичуватися для використання в майбутньому.

висновки

Ключем до ефективного уловлювання води є сприятливі умови на поверхні ґрунту для того, щоб вода могла відразу входити в грунт, а також ті (умови), які дають достатньо часу для інфільтрації. Найбільш важливий принцип для досягнення входження води в грунт - захист поверхні від енергії крапель дощу. Система no-till забезпечує покриття зростаючих культурами і рослинними залишками. Покриття поглинає енергію крапель, захищає грунтові агрегати і збільшує розмір макропор. У той же час, це покриття уповільнює відтік, збільшуючи тим самим накопичення води в грунті для використання наступною культурою. Для збереження максимальної кількості накопиченої вологи необхідно звести до мінімуму випаровування. No-till скорочує випаровування, тому що при цій технології на поверхні залишаються рослинні залишки, які знижують температуру ґрунту і піднімають вітер над грунтом. Використання води бур'янами - трата вологи, яка могла б бути доступна для культурних рослин. Механічна обробка зазвичай миттєво припиняє винесення води бур'янами, проте відкриває вологий грунт впливу атмосфери, що призводить до збільшення втрат в результаті випаровування. При використанні системи no-till контроль бур'янів здійснюється за допомогою гербіцидів, що запобігає згубну дію на грунт в порівнянні з механічною обробкою, при цьому вода накопичується в грунті. Це особливо важливо в таких країнах, як Україна, де основна частина опадів випадає влітку.