Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
3. Водные свойства почв
Важнейшими водными свойствами почв являются водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность.
Водоудерживающая способность – свойство почвы удерживать то и иное количество воды, обусловленное действием сорбционных и капиллярных сил.
Сорбция воды (способность поглощать влагу) тем сильнее проявляется в почве, чем больше ее дисперсность. Сорбция зависит от механического, минералогического и химического состава почвы, а также ее гумусированности. Различают хемосорбцию, сорбцию парообразной воды и адсорбцию жидкой влаги.
Хемосорбция протекает при образовании новых соединений почвы, в состав которых входят молекулы воды. Энергия поглощения при хемосорбции исключительно велика, и сорбированная влага закрепляется весьма прочно.
Почва из всех газов и паров, соприкасающихся с ее частицами, независимо от парциального давления наиболее интенсивно поглощает пары воды, так, как они лучше других «смачивают» почву и тем самым максимально уменьшают свободную энергию твердых частиц.
Способность почвы адсорбировать водяные пары из воздуха и прочно удерживать парообразную влагу на поверхности своих частиц называется гигроскопичностью, а поглощенная влага – гигроскопической. Содержание гигроскопической воды в почве зависит от механического и химического состава почвы, а также от относительной влажности воздуха.
Влагоемкость – количество воды, характеризующее водоудерживающую способность почвы. В зависимости от сил, удерживающих влагу в почвах, различают максимальную адсорбционную, капиллярную, наименьшую (предельную полевую) и полную влагоемкости.
Максимальная адсорбционная влагоемкость – наибольшее количество прочносвязанной воды, удерживаемое сорбционными силами.
Капиллярная влагоемкость – максимальное количество влаги, удерживаемой над уровнем грунтовых вод капиллярными (менисковыми) силами. Она выражается в процентах от массы или объема почвы. Величина капиллярной влагоемкости, помимо мощности слоя, зависит от того, на какой высоте от зеркала грунтовых вод находится слой почвы: чем меньше эта высота, тем больше капиллярная влагоемкость. Величина ее обусловлена общей и капиллярной пористостью, а также плотностью почвы.
С капиллярной влагоемкостью связано важное в агрономической практике понятие капиллярной каймы – слоя подпертой влаги между уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта смачивания почвы.
Наименьшая влагоемкость соответствует такой влажности, которая сохраняется в почвогрунте, не испытывающем капиллярного подтока влаги после стекания избыточной воды, поступающей к поверхности почвы. Это максимальное количество воды, фактически удерживаемое почвой в природных условиях в состоянии равновесия, когда устранено испарение и дополнительный приток воды. Величина наименьшей влагоемкости зависит от механического, минералогического и химического состава почвы, ее плотности и пористости.
Когда в почве все поры заполнены водой, наступает состояние увлажнения, называемое полной влагоемкостью, или водовместимостью. При полной влагоемкости влага в почве, находящаяся в крупных промежутках между твердыми частицами, непосредственно удерживается зеркалом грунтовых вод или водоупорным слоем. Практически в почвах, насыщенных водой до состояния полной влагоемкости, 5–8 % порового пространства заполнено «защемленным воздухом».
Водопроницаемость – способность почвы воспринимать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость почвы измеряется объемом воды, протекающем через единицу площади поперечного сечения в единицу времени.
Водоподъемная способность – свойство воды вызывать капиллярный подъем влаги. Благодаря капиллярным явлениям и водоподъемной способности почв грунтовые воды оказывают большое влияние на почвообразование и развитие агрономических свойств почв. Грунтовые воды могут ухудшать плодородие почв (переувлажнение, засоление и др.).