Вопрос 42. Состояние почвенной влаги, категории почвенной влаги

Вода в почве неоднородна. Она имеет разные физические свойства: плотность, вязкость, теплоёмкость, химический состав, осмотическое давление и т.д. количества почвенной воды, обладающие одинаковыми свойствами, называют категорией или формой почвенной воды. Различают пять форм почвенной воды, основные категории и формы почвенной воды различаются между собой прочностью связи с твердой фазой почвы и степенью подвижности:

1.Твердая вода (лед) – образуется в почве в форме льда при ее промерзании в осенне-зимний период (сезонное промерзание) или сохраняется на определенной глубине в промерзающей толще почвогрунта, не оттаивая даже летом. Твердая вода в почве, способная таять и испаряться, представляет собой потенциальный источник жидкой и парообразной воды. Твердая вода неподвижна, растениям недоступна.

2.Парообразная – содержится в виде водяного пар в почвенном воздухе, нередко насыщая его до 100 %. Она передвигается от мест с большей упругостью водяных паров, а также с током воздуха. В снабжении растений водой парообразная влага практически значения не имеет. Перенос воды в форме пара может осуществляться по пустотам вокруг корней, которые оттягивают влагу из окружающего почвенного пространства, что имеет значение для уплотненных посевов. При понижении температуры парообразная вода, конденсируясь, может переходить в жидкую.

3.Химически связанная:

- конституционная – это гидроксильная группа (ОН^-) находящихся в почве веществ: гидроксидов железа, алюминия, титана, марганца, коллоидно-дисперсных глинистых минералов, органических и органо-минеральных соединений;

- кристаллизационная – это целые молекулы воды, входящие в кристаллы: например - гипс (CaSO₄ × 2 H₂O). Химически связанная вода растением недоступна.

4. Физически связанная:

- прочносвязанная – это первая форма физически связанной, или сорбированной, воды, называемая гигроскопической водой. Она образуется в результате сорбции почвенными частицами водяных паров из воздуха. Это вода покрывает почвенные частицы тонкой пленкой, состоящей из 1-3 слоев молекул. Молекулы воды, сорбированные почвой, являясь диполями, находятся в строго ориентированном положении.

- рыхлосвязанная – это вторая форма физически связанной, или сорбированной, воды, называемая пленочной водой; она образуется в результате дополнительной (к МГ) сорбции молекул воды при соприкосновении твердых коллоидных частиц почвы с жидкой водой. Пленочная, или рыхлосвязанная, вода слабоподвижна, растениям малодоступна.

5. Свободная:

- гравитационная (просачивающаяся и влага водоносных горизонтов) – передвигается в нисходящем (или боковом) направлении под влиянием силы тяжести. На нее не действуют сорбционные и капиллярные силы почвы. Для такой воды характерны жидкое состояние и высокая растворяющая способность. С гравитационной водой в миграционные процессы активно вовлекаются не только разнообразные водорастворимые химические соединения, но и тонкодисперсные частицы.

- капиллярная (капиллярно-подвешенная, стыковая капиллярно-подвешенная, капиллярно-подпертая, капиллярно-посаженная, сорбционно-замкнутая) – удерживается и передвигается в почве под действием капиллярных (менисковых) сил, которые начинают проявляться в капиллярных порах диаметром менее 8 мм. С наибольшей эффективностью капиллярные силы действуют в порах с диаметром от 100 до 3 мкм. В капиллярах крупнее 8 мм они не проявляются, так как сплошной вогнутый мениск здесь не образуется. По физическому состоянию капиллярная вода жидкая. При положительных температурах она свободно испаряется с поверхности менисков, насыщая почвенный воздух парами воды, а при отрицательных температурах превращается в лед. Капиллярная вода характеризуется высокой подвижностью и передвигается из зоны большего увлажнения в зону с меньшей влажностью. Она способна растворять различные химические соединения, а также перемещать растворенные вещества и коллоиды.