Theoretical study of soil water balance and process of soil moisture evaporation

Nearly a half of all grain production in the Russian Federation is grown in dry regions. But crop production efficiency there depends on amount of moisture, available to plants. However deficit of soil moisture is caused not only by a lack of an atmospheric precipitation, but also inefficient water saving: losses reach 70 percent. With respect thereto it is important to reveal the factors influencing intensity of soil moisture evaporation and to develop methods of decrease in unproductive moisture losses due to evaporation. The authors researched soil water balance theoretically and determined the functional dependences of moisture loss on evaporation. Intensity of moisture evaporation depends on physicomechanical characteristics of the soil, a consistence of its surface and weather conditions. To decrease losses of moisture for evaporation it is necessary, first, to improve quality of crumbling of the soil and therefore to reduce the evaporating surface of the soil. Secondly - to create the protective mulching layer which will allow to enhance albedo of the soil and to reduce its temperature that together will reduce unproductive evaporative water losses and will increase its inflow in case of condensation from air vapors. The most widespread types of soil cultivation are considered: disk plowing and stubble mulch plowing. Agricultural background «no tillage» was chosen as a control. Subsoil mulching tillage has an essential advantage in a storage of soil moisture. So, storage of soil moisture after a disking and in control (without tillage) decreased respectively by 24.9 and 19.8 mm while at the mulching tillage this indicator revised down by only 15.6 mm. The mulching layer has lower heat conductivity that provides decrease in unproductive evaporative water losses.

почвообработка, накопление влаги в почве, мульчирование, испарение, теплопоглотительная способность, Soil cultivation, Soil moisture conservation, Mulching, Evaporation, Heat absorption capacity

1. Лобачевский Я.П. Новые почвообрабатывающие технологии технические средства // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2000. N8. 30-32

2. Лачуга Ю.Ф., Савченко И.В., Чекмарев П.А., Шогенов Ю.Х., Кирсанов В.В., Шумов Ю.А., Голубев Д.А., Измайлов А.Ю., Мазитов Н.К., Кряжков В.М., Лобачевский Я.П., Елизаров В.П., Смирнов И.Г., Шайхов М.К., Жук А.Ф., Марченко О.С., Сорокин Н.Т., Белых С.А., Рычков В.А., Солдатова Т.Г. и др. Влагоаккумулирующие технологии, техника для обработки почв и использование минеральных удобрений в экстремальных условиях. Рязань, 2014. 246 с

3. Мазитов Н.К., Лобачевский Я.П., Сахапов Р.Л., Галяутдинов Н.Х. Шарафиев Л.З. Влагои энергосберегающая технология обработки почвы и посева в острозасушливых условиях // Техника и оборудование для села. 2013. N3(189). С. 2-6

4. Лачуга Ю.Ф., Мазитов Н.К., Бледных В.В., Кряжков В.М., Краснощеков Н.В., Черноиванов В.И., Кормановский Л.П., Попов В.Д., Липкович Э.И., Сысуев В.А., Ковалев Н.Г., Измайлов А.Ю., Федоренко В.Ф., Сахапов Р.Л., Рахимов Р.С., Хлызов Н.Т., Боровицкий М.В., Хаецкий Г.В., Алфеев В.Р., Стоян С.В. и др. Почвообрабатывающий и посевной комплекс для энергоресурсосберегающего производства продукции растениеводства. М.: 2008. 104 с

5. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. М.: Колос, 2000. 416 с

6. Кауричев И.С. Почвоведение. М.: Колос, 1982. 496 с

7. Буров Д.И. Научные основы обработки почв Заволжья. Куйбышев, 1970. 294 с

8. Хазен М.М., Матвеев Г.Х., Грицевский М.Е. Теплотехника. М.: Высшая школа, 1981. 488 с

9. Нерпин C.В., Чудновский А.Ф. Физика почвы. М: Наука, 1967. 584 с

10. Denisov Yu.M., Sergeev A.I., Bezbrodov G.A., BezborodovYu.G. Moisture evaporation from bare soils. Irrigation and Drainage Systems. Netherlands. 2002; 16: 175182. DOI: 10.1023/A:1021247218535

11. Denisov Yu.M., Bezborodov G.A., Sergeyev A.I., Bezborodov Yu.G. A mathematical model of water movement through porous media. Modelling Soil Erosion, Sediment, Transportand. Closely Related Hydrological Processes (Proceedings of a symposium held at Vienna). 1998: 151156

12. Kalma J.D.; McVicar T.R.; McCabe M.F. Estimating land surface evaporation: A review of methods using remotely sensed surface temperature data. Surveys in Geophysics. 2008. 29: 421469. DOI: 10.1007/s107120089037z