ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Термин «водные свойства» означает совокупность свойств почвы, обусловливающих накопление, сохранение и передвижение воды в почвенной толще. К водным свойствам почвы относятся водоудерживающая способность, влагоёмкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, потенциал почвенной воды, сосущая сила почвы.

Свойство почвы поглощать и удерживать воду в своем про филе, противодействуя стеканию ее под действием силы тяжести, называется водоудерживающей способностью.

Основными удерживающими воду в почве силами являются сорбционные и капиллярные. Количественно водоудерживающая способность представляет влагоемкость.

Влагоемкость почвы – это максимальное количество той или иной формы (категории) почвенной воды, удерживаемое соответствующими силами в почве. В зависимости от форм воды в почве различают: максимальную влагоемкость (МАВ), максимальную молекулярную влагоемкость (ММВ), капиллярную влагоемкость (КВ), наименьшую (НВ) и полную влагоемкость (ПВ).

Водопроницаемость почвы – это свойство почвы впитывать и пропускать через свой профиль поступающую с поверхности воду. При этом различают поглощение, впитывание воды почвой, когда вода заполняет поры и пустоты сухой почвы, передвигаясь от генетического горизонта к горизонту (первая стадия), и фильтрацию, когда свободная вода проходит сквозь толщу насыщенной влагой почвы под воздействием силы тяжести и градиента напора (вторая стадия). Водопроницаемость взаимосвязана с гранулометрическим составом и оструктуренностью почв. Например, песчаные и оструктуренные (с водопрочной зернисто-комковатой структурой) почвы тяжелого гранулометрического состава обладают высокой водопроницаемостью, в то время как слабооструктуренные (солонцеватые) суглинистые и глинистые почвы – низкой.

Таблица 1Виды водопроницаемости

Почвы, обладающие высокой водопроницаемостью, не способны создать хороший запас влаги в корнеобитаемом слое, а характеризующиеся низкой водопроницаемостью переувлажняются, обусловливают стекание воды по поверхности почвы и развитие эрозии или застаивание воды на поверхности и вымокание посевов.

Свойство почвы обеспечивать восходящее передвижение содержащейся в ней воды под воздействием капиллярных сил называется водоподъемной способностью. Высота и скорость подъема зависят от гранулометрического состава, структуры и порозности почвы. Подъем воды по капиллярам наиболее интенсивен при диаметре пор 0,1-0,003 мм. Высота подъема воды по капиллярам колеблется от 0,5-0,8 м (в песчаных почвах) до 3-6 м (в суглинистых и глинистых).

Таблица 2Высота подъема воды в зависимости от гранулометрического состава почвы

В песчаных почвах вода поднимается невысоко, но достаточно быстро, в глинистых - медленно. При разрывах в капиллярах, что характерно для структурных почв, передвижение капиллярной влаги затруднено. Боронование влажной почвы направлено на сохранение влаги в результате разрыва капилляров в поверхностном слое и снижения (или прекращения) испарения содержащейся в почвенном профиле воды.

Вода в почве подвергается одновременному воздействию сил различной природы (адсорбционных, осмотических, капиллярных, гравитационных), которые изменяют движение молекул воды и ее энергетическое состояние. Для того чтобы выразить суммарное влияние этих сил на энергетическое состояние воды в почве, используют понятие термодинамический (полный) потенциал почвенной воды.

Потенциал почвенной воды - мера потенциальной энергии воды в почве. Он выражает удельную потенциальную энергию воды в почве относительно энергии воды в исходном состоянии, т. е. это величина, выражающая способность воды в почве производить большую или меньшую работу по сравнению с чистой свободной водой. В почвоведении вместо понятия «потенциал почвенной воды» обычно используют понятие «давление почвенной воды», измеряемое в паскалях (Па). Эмпирически установлены зависимости между водопотреблением растений и давлением почвенной воды.

Давление почвенной воды при насыщении почвы влагой и отсутствии солей равно нулю. По мере высыхания почвы давление почвенной воды приобретает все большие (по абсолютной величине) отрицательные значения, а сама почва проявляет все большую способность поглощать воду при соприкосновении с ней. Эта способность поглощать воду получила название сосущей силы, а величина, характеризующая ее, - всасывающего давления почвы.

Всасывающее давление (сосущая сила) почвы – величина положительная, численно равная давлению почвенной воды. Оно может быть выражено в паскалях, атмосферах, барах или сантиметрах водяного столба. Всасывающее давление почвы выражают в pF, т. е. логарифмом числа сантиметров водяного столба.

Установлена четкая взаимосвязь между значениями pF, водно-физическими характеристиками и формами почвенной воды. А именно: максимально насыщенной водой почве (мокрой) соответствует значение pF, равное 0, сухой почве – 7, при влажности, равной максимальной гигроскопичности, pF равно 4,5; влажности завядания – 4,2; наименьшей влагоемкости – 2,7-3,0 (для почв тяжелого гранулометрического состава) и 2,3 - 2,0 (для почв легкого гранулометрического состава).

Следует подчеркнуть, что оценка физического состояния воды по потенциалу или по всасывающему давлению более точна, чем по абсолютному содержанию воды. Характеризующиеся одинаковыми pF почвы являются эквивалентно влажными, т. е. практически одинаковыми по содержанию определенных форм почвенной воды, их доступности растениям, несмотря на возможное различие в содержании количества воды в этих почвах.