ПОЧВЕННАЯ ВЛАГА

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ И МЕХАНИЗМЫ ЕЕ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

Почвенная влага является одним из главных факторов жизнедеятельности растений. Поглощенная корнями вода переносит с собой растворимые питательные вещества, поддерживает тургор листьев, идет на построение органических соединений, обеспечивает терморегуляцию растительного организма.

Информация о влагозапасах почвы является одной из основных в подсистеме наземных агрометеорологических наблюдений. По данным о влажности почвы рассчитываются основные показатели вла- гообеспеченности сельскохозяйственных культур, определяются сроки и нормы поливов. С учетом влагозапасов прогнозируются оптимальные сроки посева, рассчитываются даты всходов, начала кущения и оценивается состояние озимых зерновых культур перед уходом в зиму. На основе величины влажности почвы оценивается эффективность внесения минеральных удобрений, прогнозируются степень полегания зерновых, сроки сенокоса, урожайность и валовые сборы полевых культур, определяется дата наступления такого опасного явления, как почвенная засуха.

Во многих районах нашей страны колебания урожаев от года к году чаще всего связаны с колебаниями влагообеспеченности растений.

Поэтому в системе Росгидромета на агрометеорологических станциях и постах регулярно наблюдают за влажностью почвы на полях и в насаждениях. В результате многолетних наблюдений на этих станциях были установлены важные для сельского хозяйства характеристики формирования и пространственного распределения почвенной влаги, уточнены количественные показатели зависимости состояния сельскохозяйственных культур и урожая от влагообеспеченности, дано обоснование некоторых агрогидрологических приемов.

Соответственно механизму удержания выделяют три различные по физическим и химическим свойствам категории (формы) почвенной воды: связанную, капиллярную и гравитационную.

Связанная вода — часть почвенной влаги, которая находится на поверхности почвенных частиц под влиянием сорбционных сил. Благодаря огромной поверхности частиц почва адсорбирует значительное количество воды.

Каждая молекула адсорбированной воды связана с поверхностью почвенной частицы мощным силовым полем (от 50 до десятков тысяч атмосфер)[1], поэтому по своим свойствам адсорбированная вода близка к твердому телу. Она носит название прочносвязанной влаги и может передвигаться, только переходя в пар. Плотность ее больше единицы, замерзает она при температуре -4 °С и ниже. Прочносвязанная вода имеет удельную теплоемкость, равную единице, и лишена электропроводности. Она не растворяет электролиты и другие вещества, растворяющиеся в свободной воде.

По мере удаления от адсорбирующей поверхности почвенных частиц свойства связанной воды меняются, энергия связи падает. Более внешние слои удерживаются меньшей силой (от 10 до 50 атм), поэтому имеют рыхлое строение. По терминологии А.А. Роде это рыхлосвязанная влага. По своим свойствам рыхлосвязанная вода приближается к обыкновенной, в почвенных порах она незаметно переходит в свободную воду. Рыхлосвязанная вода замерзает при температуре от -1,5 до -4 °С, обладает пониженной растворяющей способностью и подвижностью. В почве она передвигается под действием молекулярных сил от частиц с пленкой большей толщины к частицам с пленкой меньшей толщины (отсюда еще одно ее название) «пленочная влага».

Капиллярная влага — свободная почвенная влага, удерживаемая в почве или передвигающаяся в ней под влиянием капиллярных (менисковых) сил. Она находится поверх пленочной, поэтому удерживается в почве силой около 500 гПа и меньше. Температура ее замерзания — около 0 °С. Капиллярная вода способна растворять вещества, подвижна. Она доступна для растений, это наиболее благоприятная для них форма почвенной влаги.

Различают капиллярно-подвешенную и капиллярно-подпертую влагу. Капиллярно-подвешенная влага образуется при увлажнении почвы с поверхности (дождевая вода, талые и оросительные воды), капиллярно-подпертая — при поступлении воды снизу, т.е. при подъеме воды по капиллярам от грунтовых вод. Зону (слой почвы) над зеркалом грунтовых вод, насыщенную капиллярно-подпертой водой, называют капиллярной каймой.

Возможно присутствие в почве одновременно и капиллярно- подвешенной, и капиллярно-подпертой воды, разделенных сухим слоем. Если эти воды смыкаются, то под действием капиллярных сил грунтовая вода поднимается по капиллярам к поверхности почвы и испаряется. При этом минерализованные грунтовые воды обогащают почву солями, что способствует засолению и осолон- цеванию почв.

Гравитационная влага занимает все крупные некапиллярные промежутки между агрегатами (поры, пустоты) в почве, вытесняя воздух. Передвигается свободно под действием силы тяжести (гравитации), способна растворять и переносить соли, коллоиды, суспензии по профилю почвы, доступна растениям, но, создавая анаэробные условия, вызывает угнетение и гибель растений из-за недостатка кислорода, а также заболачивание почвы.

Выделяют гравитационную просачивающуюся влагу, которая передвигается сверху вниз по профилю почвы, и гравитационную подпертую (задержанную водоупорным слоем и накапливающуюся над ним по мере просачивания воды из верхних слоев), которая перемещается по направлению водоупорного слоя.

Физические и химические свойства гравитационной влаги аналогичны свойствам свободной воды.

Описанные формы воды в почве тесно взаимосвязаны и испытывают одновременное, хотя и разной интенсивности воздействие нескольких сил (сорбционных, капиллярных, гравитационных и др.).

Механизм удержания влаги при изменении влажности почвы изменяется постепенно, поэтому любая система классификации почвенной влаги, в том числе и приведенная, является до некоторой степени условной.

Особые свойства имеет вода, находящаяся в почве в твердом (лед) и парообразном состоянии.

  • [1] атм = 1000 гПа.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >