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.

Твердая вода – лёд. Это потенциальный источник жидкой и парообразной воды. Появление льда носит сезонный или многолетний характер.

Химически связанная вода входит в состав химических соединений (минералов): а) в виде гидроксильной группы – конституционная вода [Fe(OH)₃, Al(OH)₃], б) в виде целой молекулы – кристаллизационная вода [CaSO₄ ∙2H₂O, Na₂SO₄ ∙10H₂O]

Конституционную воду удаляют из почвы прокаливанием при температуре 400–800^о С, кристаллизационную – при нагревании

до 100–200^о С. Химически связанная вода входит в состав твердой фазы почвы и не является самостоятельным физическим телом, не передвигается, не обладает свойствами растворителя, недоступна растениям.

Парообразная вода содержится в почвенном воздухе, в порах, свободных от воды, в форме водяного пара. Парообразная влага может передвигаться вместе с почвенным воздухом и перемещаться диффузно. Общее количество парообразной воды не превышает 0,001 % массы почвы, но именно она предохраняет корневые волоски от пересыхания. При конденсации пар переходит в жидкую воду. В почве парообразная влага передвигается от теплых слоёв к боле холодным. Поэтому возникают восходящие и нисходящие сезонные и суточные потоки водяного пара. В зимнее время в засушливых районах в метровом слое аккумулируется до

10–14 мм влаги.

Физически связанная, или сорбированная вода, образуется путем сорбции парообразной и жидкой воды на поверхности твердых частиц почвы. Физически связанную воду в зависимости от прочности связи с твёрдой фазой почвы подразделяют на прочносвязанную и рыхлосвязанную (пленочную).

Прочносвязанная (гигроскопическая) вода образуется в результате адсорбции молекул воды из парообразного состояния на поверхности твердых частиц почвы. Свойство почвы сорбировать парообразную воду называют гигроскопичностью почв, сорбированную воду – гигроскопической.

Такая вода удерживается на поверхности почвенных частиц высоким давлением, образует вокруг них тончайшие пленки.

По физическим свойствам гигроскопическая вода приближается к твердым телам. Она обладает высокой плотностью (1,5–1,8 г/см³), низкой электропроводностью, не растворяет вещества, отличается повышенной вязкостью, замерзает при температуре от –4 до –78^о С. Она недоступна растениям.

Максимальной гигроскопической водой (МГ) называют предельное количество воды, которое может быть поглощено почвой из парообразного состояния при относительной влажности воздуха, близкой к 100 %. При влажности почвы, равной МГ, толщина пленки из молекул воды достигает

3–4 слоёв.

Величины гигроскопичности МГ зависят от гранулометрического и минералогического составов, содержания гумуса. Чем больше в почве илистой коллоидной фракции и гумуса, тем выше гигроскопичность и МГ.

В минеральных песчаных и супесчаных почвах максимальная гигроскопичность колеблется от 0,5 до 1 %. В сильногумусированных суглинистых и глинистых почвах максимальная гигроскопичность составляет 15–16 %, в торфах – до 30–50 %.

При соприкосновении частиц почвы с водой происходит дополнительное её поглощение и образуется рыхлосвязанная, или плёночная вода. Она удерживается почвенными частицами менее прочно, очень медленно передвигается от почвенных частиц с большей пленкой к частицам с меньшей плёнкой. Толщина пленки из молекул воды достигает нескольких десятков, величину МГ может превышать в 2–4 раза. Пленочная влага имеет плотность несколько выше плотности свободной воды, у неё ниже растворяющая способность. Замерзает при температуре –1,5…–4^о С, частично доступна растениям.

Свободная вода – это вода, содержащаяся в почве сверх рыхлосвязанной. Она не связана силами притяжения с почвенными частицами. Различают две формы свободной воды: капиллярную и гравитационную.

Капиллярная воданаходится в тонких капиллярных порах почвы и передвигается в них под влиянием капиллярных сил. Такие силы возникают на поверхности раздела твёрдой, жидкой и газообразной фаз. Эта вода наиболее доступна растениям.

Гравитационная водаразмещается в крупных некапиллярных порах, свободно просачивается вниз по профилю под действием силы тяжести.