Влияние уплотнения почвы на водный обмен растений

Уплотнение почвы вызывает уменьшение количества почвенных пор, нарушение соотношения микро- и макропор, приводя к снижению скорости инфильтрации воды. Так, при уплотнении глубоких слоев почвы лугопастбищных угодий объем макропор по сравнению с контролем уменьшился в 3, воздухопроводность — в 55, а скорость инфильтрации воды — в 4 раза. Одновременно возрастает количество недоступной для растений влаги.

Многократные проходы сельскохозяйственной техники, частично решая проблему поверхностного уплотнения путем создания мелкокомковатой структуры почвы и восстановления почвенных пор, усугубляют глубинное уплотнение. В этом случае растения, не обеспеченные в достаточной степени влагой из-за плохого развития корневой системы, становятся более восприимчивыми к засухе.

Уплотнение почвы может привести к водной эрозии почвы, временному подъему уровня грунтовых вод, формированию глубокой колеи и к проблемам передвижения самоходных ирригационных машин.

Установлено небольшое изменение осмотического потенциала клеточного сока в корнях в условиях уплотнения. При потенциале грунтовой влаги -0,4 МПа увеличение механического импеданса является причиной уменьшения осмотического потенциала растения. Величина соотношения концентраций К+/сахар в клеточном соке оставалась относительно постоянной на фоне увеличивающегося уплотнения. Снижение осмотического потенциала, возможно, вызвано уменьшением показателя объемного расширения корня либо увеличением концентрации осмотически активных веществ при сохранении их соотношения.

Первые прямые измерения тургорного давления (P) в клетках корней были проведены на растениях люпина, выращенных в почве с двумя уровнями уплотнения. Измерение P проводили зондом корневого давления после извлечения корней из почвы. Уплотнение уменьшило осмотический потенциал с -1,06 до -1,28 МПа, но не увеличило P в зоне растяжения, составившее около 0,35 МПа. Отсутствие существенных различий значений P при двух уровнях уплотнения, возможно, заключается в уменьшении тургора при извлечении корней из почвы. Однако исследования на горохе показали, что при извлечении из среды уплотнения тургорное давление уменьшается не сразу. В последнем опыте P измеряли независимо от аэрации и плотности грунта, используя монолитнопесчаную систему. Уплотнение почвы в посевах пшеницы увеличивало P с 0,52 до 0,73 МПа.

Неодинаковая реакция тургора и осмотического потенциала клеток корней на уплотнение почвы обнаружена также на горохе, причем уплотнение не влияло на величину Р, измеренную зондом корневого давления, но уменьшало осмотический потенциал на 0,2 МПа при измерении микроосмометром. Уменьшение удлинения корня гороха на 50% при уплотнении почвы сопровождалось увеличением P в зоне апекса корней. Вместе с тем увеличение тургорного давления клеток зоны растяжения корня коррелировало с темпом удлинения корня, причем намного сильнее у кукурузы, чем у пшеницы (рис. 8.7).