9. Формы воды в почве

Вода в почве имеет разные физические свойства в зависимости от взаимного расположения и взаимодействия молекул воды между собой и с другими фазами почвы (твердой, газовой, жидкой). Части воды, обладающие одинаковыми свойствами, получили название форм почвенной воды.

ФОРМЫ ВОДЫ

Твердая вода (лед) является одним из источников жидкой и парообразной воды.

Химически связанная вода включает конституционную и кри­сталлизационную влагу.

Конституционная вода входит в состав минералов (Аl(ОН)₃, Fe(OH)₃, глинистых и др.), органических и органо-минеральных со­единений в виде групп ОН. Кристаллизационная вода содержится в кристаллогидратах различных солей: гипс - CaSO., • 2Н₂О, мира­билит - Na₂SO₄ • 10Н₂О, битофит – MgCO₃ • 6Н₂О, гидрофилит -СаС1₂ • 6Н₂О и т. д.

Парообразная вода содержится в почвенном воздухе в виде во­дяного пара. Физически связанная (сорбированная) вода представлена двумя формами: прочносвязанная и рыхлосвязанная влага.

Капиллярная вода находится в капиллярах или на стыках (точках соприкосновения) почвенных частиц. Удерживается в почве силами менискового сцепления. Это основная форма влаги, используемая растениями. Она может находиться в разобщенном, или неподвижном состоянии (влага разрыва капилляров) или в капиллярно-подвижном, когда все капилляры заполнены. Капиллярная влага является продуктивной формой влаги в почвах. Она подразделяется на капиллярно-подвешенную и капиллярно-подпертую, др.

Свободная вода наблюдается в двух формах: капиллярная и гравитационная.

Капиллярно-подвешенная вода заполняет капиллярные поры при увлажнении почв сверху (после дождя или полива.

Капиллярно-подпертая вода образуется в почвах при подъеме воды снизу от горизонта грунтовых вод по капиллярам на некоторую высоту, т. е. это вода, которая содержится в слое почвы непо­средственно над водоносным горизонтом и гидравлически с ним свя­зана подпирается водами этого горизонта.

Гравитационная вода — свободная форма воды в почве Гравитационную воду делят на просачивающуюся гравитационную и воду водоносных горизонтов (подпертая гравитационная вода).

ПОЧВЕННО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ

Почвенно-гидрологическими константами называют граничные значения влажности, при которых количественные изменения в подвижности и свойствах воды переходят в качественные.

Максимальная гигроскопичность (МГ) — максимально возможное содержание в почве гигроскопической воды.

Влажность завядания растений (ВЗ) или коэффициент завядания — уровень влажности в почве, при котором начинается устойчивое завядание растений.

Максимальная молекулярная влагоёмкость почвы (ММВ). Максимальная молекулярная влагоёмкость почвы (ММВ) характеризует область перехода (является границей) между плёночной рыхло связанной и капиллярной свободной водой (Воронин, 1984, 1986). Величину ММВ определяют, подвергая насыщенный водой до тестообразного состояния образец почвенного горизонта давлению в 1 мПа. Кроме того, имея данные о ММВ, мы можем с достаточной степенью точности получить и такую важную характеристику почвы, какой является её удельная поверхность:

S_уд = 3, 6232ММВ, м²/грамм.

Наименьшая влагоемкость (НВ) — максимально возможное количество влаги в почве, которое остается в ней после оттока гравитационной воды.

Полная влагоемкость (ПВ) — это влажность, при которой все поры почвы заполнены водой, т. е. полная водовместимость почвы.

Водопроницаемость — способность почвы воспринимать и пропускать через себя объем воды в единицу времени через единицу поперечного сечения почвы.

Экологическое значение почвенной влаги

Растения чувствительны как к недостатку влаги в почвах, так и к ее избытку. При недостатке влаги падает тургорное давление клеток, теряется их эластичность, резко снижается динамика всех биохимических процессов, сокращается поглощение углекислоты через устьица, в биомассе накапливаются вещества ингибиторы — все это приводит к падению биологической продуктивности или к полной гибели растений.

При избытке влаги у растений нарушается кислородный обмен растения, а в почвах накапливаются ядовитые закисные соединения. Для большинства сельскохозяйственных растений содержание воздуха в почве, обеспечивающее хорошие условия для роста и развития, а также надлежащий газообмен между почвой и атмосферой, равно 20—40% от порозности. Это обеспечивается уровнем влажности почвы, равной 60-80% от наименьшей (полевой) влагоемкости.

Важнейшей экологической характеристикой почвы является влажность устойчивого завядания или влажность завядания (ВЗ). Она характеризуется коэффициентом завядания. Его величина зависит от количества в почвах коллоидов и глинистых минералов. Почвы, богатые гумусом и тяжелые по механическому составу, отличаются более высокими значениями влажности, при которых растения начинают завядать, чем почвы песчаные и супесчаные.

10. Почвенно-гидрологические константы: максимальная гигроскопичность, влажность завядания растений (ВЗ), влажность разрыва капилляров (ВРК), максимальная молекулярная влагоёмкость почвы (ММВ), наименьшая влагоемкость (НВ), полная влагоемкость (ПВ);

Максимальная гигроскопичность (МГ) — максимально возможное содержание в почве гигроскопической воды.

Влажность завядания растений (ВЗ) или коэффициент завядания — уровень влажности в почве, при котором начинается устойчивое завядание растений.

Максимальная молекулярная влагоёмкость почвы (ММВ). Максимальная молекулярная влагоёмкость почвы (ММВ) характеризует область перехода (является границей) между плёночной рыхло связанной и капиллярной свободной водой (Воронин, 1984, 1986). Величину ММВ определяют, подвергая насыщенный водой до тестообразного состояния образец почвенного горизонта давлению в 1 мПа. Кроме того, имея данные о ММВ, мы можем с достаточной степенью точности получить и такую важную характеристику почвы, какой является её удельная поверхность:

S_уд = 3, 6232ММВ, м²/грамм.

Наименьшая влагоемкость (НВ) — максимально возможное количество влаги в почве, которое остается в ней после оттока гравитационной воды.

Полная влагоемкость (ПВ) — это влажность, при которой все поры почвы заполнены водой, т. е. полная водовместимость почвы.

Водопроницаемость — способность почвы воспринимать и пропускать через себя объем воды в единицу времени через единицу поперечного сечения почвы.

11. Водопроницаемость, водоподъемная сила

Водопроницаемость — способность почвы воспринимать и пропускать через себя объем воды в единицу времени через единицу поперечного сечения почвы.

12. Экологическое значение почвенной влаги

Экологическое значение почвенной влаги

Растения чувствительны как к недостатку влаги в почвах, так и к ее избытку. При недостатке влаги падает тургорное давление клеток, теряется их эластичность, резко снижается динамика всех биохимических процессов, сокращается поглощение углекислоты через устьица, в биомассе накапливаются вещества ингибиторы — все это приводит к падению биологической продуктивности или к полной гибели растений.

При избытке влаги у растений нарушается кислородный обмен растения, а в почвах накапливаются ядовитые закисные соединения. Для большинства сельскохозяйственных растений содержание воздуха в почве, обеспечивающее хорошие условия для роста и развития, а также надлежащий газообмен между почвой и атмосферой, равно 20—40% от порозности. Это обеспечивается уровнем влажности почвы, равной 60-80% от наименьшей (полевой) влагоемкости.

Важнейшей экологической характеристикой почвы является влажность устойчивого завядания или влажность завядания (ВЗ). Она характеризуется коэффициентом завядания. Его величина зависит от количества в почвах коллоидов и глинистых минералов. Почвы, богатые гумусом и тяжелые по механическому составу, отличаются более высокими значениями влажности, при которых растения начинают завядать, чем почвы песчаные и супесчаные.