Водно-физические свойства почвы

Водно-физические свойства почв, их значение и связь с другими показателями почвы

К общим физическим свойствам почвы относятся плотность твердой фазы почвы, объемная масса, скважность.

Плотность твердой фазы почвы (удельный вес) — это отношение массы твердой фазы сухой почвы к массе равного объема воды при температуре равной 4⁰С. Измеряется в г/смі. Определяется пикнометрическим способом. Плотность твердой фазы почвы зависит от минералов, слагающих почву, от содержания в ней гумуса и органических компонентов.

Объемная масса почвы (плотность сложения, объемный вес) — это масса единицы объема сухой почвы, взятой в ее естественно не нарушенном состоянии и высушенной до постоянного веса при 105° С. Измеряется в г/смі. Объемная масса зависит от механического состава почвы, от содержания в ней органического вещества, от структуры, от обработки почвы. Почва, которая приобретает постоянную плотность, не изменяющуюся во времени называют равновесной. Оптимальная объёмная масса — это масса при которой получаем максимальный урожай.

Общая пористость (скважность) — это совокупность всех пор и пустот. Почва является пористым телом, всегда содержит некоторое количество пор и пустот, которые могут быть заняты водой и воздухом. Зависит от типа почв (у глеевых менее 30%, в без гумусовых песчаных и сильно уплотненных 30−35%, в пахотных до 70%), от механического состава и от структурности почв. Чем почва более структурная, тем больше пористость. В зависимости от размера пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Капиллярная пористость — объём мелких пор (капилляров), в них задерживается вода менисковыми силами. Некапиллярная пористость — объем крупных пор в промежутках между агрегатами, они заняты воздухом, вода в них стекает под действием сил гравитации. Лучшим соотношением капиллярной и некапиллярной пористостей считается 1:1 или на долю капиллярной пористости должно приходиться 55−65% от общей пористости.

Пористость аэрации — суммарный объем пор и пустот, занятых воздухом. Выражается в процентах от общего объема почвы. Снижение пористости аэрации ухудшает рост растений, в минеральных почвах при пористости аэрации 15% затрудняется снабжение почвы, а при 8% прекращается рост и начинается отмирание корней, а в почве начинается оглеение, в торфяных почвах критическим значением является пористость 30−40%.

К водным свойствам почвы относятся: водоудерживающая способность, водопроницаемость почвы и водоподъёмная способность.

Водоудерживающая способность — свойство почвы удерживать в своей толще воду под действием сорбционных или капиллярных сил, характеризуется влагоемкостью — максимальным количеством воды, удерживаемым в почве теми или иными силами. Различают пять видов влагоемкости:

• · Полная (максимальная) влагоемкость (ПВ) или вместимость почвы — это количество влаги, удерживаемое почвой при ее полном насыщении, когда все поры заняты водой. На участках с полным насыщением влагоемкости воздух сохраняется в виде защемленного в комочках почвы. Оптимальная влажность для растений составляет 50 — 60% от полной влагоемкости.
• · Полевая влагоемкость почвы (предельная полевая влагоемкость — ППВ) или наименьшая влагоемкость (НВ) или общая влагоемкость (ОВ) — максимальное количество капиллярно подвешенной влаги, которая остается в почве после стекания гравитационной влаги, при условии отсутствия подпора от грунтовых вод. Полевая влагоемкость показывает запас продуктивной влаги, доступной для растений, зависит от механического состава (НВ в песчаных и супесчаных почвах 5 — 20%, в глинистых и суглинистых 25 — 40%)), от содержания гумуса (чем больше гумуса тем больше НВ), структуры и других факторов. Оптимальная влажность почвы для растений соответствует 70 — 100%. Разность между величиной НВ и фактической влажностью почвы называется дефицитом влаги в почве. При высыхании почвы сплошное заполнение капилляров водой прерывается, снижается доступность ее растениям, такое состояние называют влажностью разрыва капилляров (ВРК), которая характеризует нижний предел оптимальной влажности почвы и составляет примерно 50 -70% от НВ.
• · Капиллярная влагоемкость — максимальное количество воды, которое может удержать почва при насыщении ее снизу от грунтовых вод. Зависит от уровня грунтовых вод, механического состава почвы, ее структурности и скважности.
• · Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) — это наибольшее количество рыхлосвязанной (пленочной) влаги в почве. Зависит в основном от механического состава — чем больше илистых частиц тем она больше. В песчаных и супесчаных почвах она достигает 10%, а в глинистых и суглинистых примерно 30%. При влажности близкой к ММВ растения начинают устойчиво завядать, поэтому такую влагоемкость называют влажностью устойчивого завядания (ВЗ) или мертвым запасом влаги. Устойчивым завяданием называется такое состояние растений, когда они не могут восстановить жизнедеятельность при помещении в среду, насыщенную парами воды. ВЗ равна 9,38.
• · Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — максимальное количество прочносвязанной воды, которая удерживается почвой на поверхности частиц адсорбционными силами.

Водопроницаемость почвы — способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Измеряется объемом воды, протекающим через единицу площади (смІ) в единицу времени (час). Процесс водопроницаемости делят на две стадии — впитывание и фильтрация. Впитывание — поглощение воды почвой, заполнение почв и пустот. Фильтрация (просачивание) — передвижение воды в почве под действием сил тяжести. Зависит от механического состава, структуры, складности. Наилучшая проницаемость 100 — 500 мм/ч (по Качинскому при напоре воды 5 см и температуре равной 10? С) .

Водоподъёмная способность — свойство почвы обеспечивать восходящее передвижение влаги под воздействием капиллярных сил. Наиболее интенсивный подъём происходит при диаметре пор 0,1 — 0,003 мм. Высота подъёма зависит от механического состава, структуры, пористости.

Снижается при разрыве капилляров. Способность почвы поглощать воду при соприкосновении с ней называется сосущей силой почвы.