Водно физические показатели почв

Водно-физические свойства почв

Влажность почвы (В)характеризует содержание влаги (воды) в почве.Выражается в % от массы сухой почвы. В % от объема почвы — объемная влажность.

Влажность почвы (В) можно найти из простого соотноше­ния:

,

где — масса воды; mn — масса сухой почвы.

Объемная влажность почвы определяется отношением:

,

где — объем воды в почве; Vn — объем почвы.

Относительная влажность определяется при сравнении влажностей, определенных в разные сроки.

Водоудерживающая способность — свойство почвы удержи­вать влагу. Обусловлена сорбционными, капиллярными и не­которыми другими силами.

Влагоемкость— количество воды, характеризующее водоудерживающую способность почвы.

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — наи­большее количество прочносвязанной воды. Эта влага недо­ступна для растений.

Максимальная гигроскопичность (МГ)— наибольшее ко­личество влаги, которую почва может сорбировать из возду­ха, почти насыщенного водяным паром (95%). Влага недо­ступна для растений.

Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ) — влаж­ность, при которой растения начинают обнаруживать призна­ки завядания, не исчезающие при перемещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами; нижний предел содержания доступной растениям почвенной влаги.

Влажность разрыва капиллярной связи (ВРК) — влажность почвы, при которой подвижность капиллярной влаги в процессе иссушения резко уменьшается.

Предельно полевая влагоемкость (ППВ) указывает на ко­личество воды, которое однородная по механическому соста­ву почва удерживает сорбционными и капиллярными силами при глубоком (>3 м) залегании грунтовых вод или верхо­водки. Она определяется после полного насыщения почвы водой и свободного стекания гравитационной влаги при отсут­ствии трансформации и испарения влаги с поверхности почв. Это очень важный показатель, его используют при расчетах избыточного количества влаги, которое необходимо удалить при осушительных мероприятиях. В засушливых районах орошение следует проводить до влажности, равной ППВ, так как влага сверх этого количества не удерживается верх­ними слоями почв и будет бесполезно теряться. Оптималь­ный для роста и развития растений диапазон доступной вла­ги находится в пределах 0,6-0,8 ППВ.

Разница между ППВ и ВЗ характеризует, по данным Н.А. Качинского, диапазон продуктивной влаги. По данным А.М. Шульгина, оптимальные запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы находятся в пределах 100-200 мм. Запас влаги больше 250 мм характеризуется как избыточный, а менее 50 мм — недостаточный.

Динамическая влагоемкость (ДВ) — максимальное коли­чество воды, которое почва может длительно удерживать после полного насыщения и стекания свободной гравитацион­ной влаги в условиях данного положения грунтовых вод, при отсутствии трансформации и испарения с поверхности.

Водовместительность (ВВ) — количество воды, соответствующее полному заполнению почвенных пор и трещин влагой. ВВ — показатель непостоянный и изменяется в зависи­мости от положения грунтовых вод. Он всегда больше пока­зателя ППВ и при высоком залегании грунтовых вод прибли­жается к ДВ.

Для расчета запасов различных категорий влаги необхо­димо иметь исходные данные о влажности (В) почвы (% к массе почвы), плотности в естественном сложении (dec) и мощности слоя почвы (h, см), для которого рассчиты­вается это содержание. Тогда количество влаги (W) опреде­ляется произведением

Водопроницаемость— способность почвы воспринимать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость можно оце­нить по шкале Н.А. Качинского, представленной в табл. 15.

Водопроницаемость почв тяжелого механического состава

Источник

Агрофак

• 
• 
• 

Водно-физические свойства почвы и факторы водного режима

К водно-физическим свойствам почвы относят водопроницаемость, влагоемкость, водоподъемность и водоиспаряющую способность.

Свойство почвы быстро или медленно пропускать сквозь себя воду под влиянием силы тяжести называют водопроницаемостью. Она измеряется величиной столба жидкости, проникающей в почву в единицу времени. Почвы, обладающие низкой водопроницаемостью, теряют много воды вследствие усиления стока и испарения ее с поверхности в атмосферу. Застой воды приводит к вымоканию и выпреванию озимых, препятствует проникновению воздуха в почву, тем самым ослабляет жизнедеятельность полезных микроорганизмов и замедляет накопление для растений питательных веществ, особенно нитратов.

Водопроницаемость зависит от следующих условий: механического состава почвы, ее строения, органического вещества, структуры, характера подпахотного слоя и др.

Как известно, песчаные и супесчаные почвы пропускают значительно больше воды, чем суглинистые и глинистые. Это объясняется тем, что почвы тяжелого механического, состава содержат больше коллоидов и способны к набуханию.

На прохождение влаги в почву влияет также соотношение между капиллярной и некапиллярной скважностью. Почвы с повышенной капиллярностью обладают пониженной водопроницаемостью. При нарушении капиллярности водопроницаемость почв увеличивается. Повышенной водопроницаемостью отличаются структурные почвы.

Как влияет характер угодий на водопроницаемость, можно видеть из данных Н. А. Качинского (табл. 4).

Наименьшая водопроницаемость обнаружена на овсяном поле, где почвы были больше всего уплотнены. На ржаном поле она была повышена из-за многократной обработки почвы в пару.

В опытах В. Е. Егорова от применения органических удобрении и извести водопроницаемость в дерново-подзолистых почвах увеличивалась в несколько раз, и значительно повысился урожай сельскохозяйственных культур.

Водопроницаемость почв в основном обусловливается некапиллярной скважностью. В связи с большим диаметром некапиллярных промежутков вода не задерживается в верхнем слое, а устремляется вниз, насыщая почву вначале до полевой влагоемкости, а затем она проходит в нижележащие неувлажненные горизонты по трещинам, ходам землероев и отмерших корней растений.

Большое влияние на водопроницаемость оказывает и характер подпахотного слоя (табл. 5).

Водопроницаемость глинистых и суглинистых почв можно увеличить глубокой обработкой, введением севооборота, внесением органических удобрений и проведением других агротехнических мероприятий.

Способность почвы удерживать воду называют влагоемкостью почвы. Различают полную, капиллярную, полевую и молекулярную влагоемкости. Полной влагоемкостью называют такое состояние почвы, когда все поры ее насыщены водой.

Наибольшее количество влаги, удерживаемое менисковыми силами, называют капиллярной влагоемкостью. Эта влагоемкость характеризуется наличием влаги в капиллярных промежутках. Максимум ее, который длительно удерживается почвой после обильного увлажнения и свободного стекания воды, называют полевой влагоемкостью. Она главным образом зависит от механического состава почвы, содержания в ней органических веществ, структуры (табл. 6)..

Глинистые и суглинистые почвы более влагоемки, чем супесчаные и песчаные. Это связано в первую очередь с повышенным содержанием органических веществ и коллоидов. Суглинистые почвы, имеющие прочную структуру, более влагоемки, чем почвы бесструктурные.

Очень большой влагоемкостью отличаются торфяные почвы. Вода в них составляет 300—1500% веса абсолютно сухой торфяной массы.

Способность почвы поднимать влагу по капиллярам из нижних горизонтов, насыщенных водой, в верхние называют водоподъемной способностью. Высота поднятия и скорость передвижения влаги зависят в основном от механического состава почвы и диаметра капилляров. Чем крупнее механические элементы, тем меньше высота поднятия воды (табл. 7).

Эти данные показывают, что в первые полчаса быстрее поднималась вода у песчаной почвы, затем движение ее замедлилось, а усилилось у глинистой и перегнойной. За 21 час у глинистой почвы вода поднялась на высоту почти в 2 раза большую, чем у песчаной. У суглинистых она может подняться на 3—6 м.

На низинном среднеразложившемся торфе, указывают П. А. Турнас и Д. Г. Головко, за 40 дней вода поднялась на 15 см, а на переходном торфе (при той же степени разложения) — на 5 см. Еще меньшей водоподъемной способностью отличаются торфяники с низкой степенью разложения.

На высоту поднятия воды в почве влияет и диаметр пор. Так, при размере почвенных частиц 5—2 мм подъем воды составил 25 мм; 0,5—0,2 мм —246 мм; 0,05—0,02 мм —2000 мм.

Способность почвы отдавать влагу в атмосферу путем испарения называют водоиспаряющей способностью. Испарение влаги из почвы протекает непрерывно. Оно зависит от температуры и влажности воздуха, характера поверхности почвы, залегания грунтовых вод, рельефа местности и пр.

В условиях Белоруссии апреля по сентябрь с поверхности осушенного и освоенного болота испарение во влажные годы бывает на 30% больше, чем с той же поверхности неосушенного болота, в среднем во влажные годы разница составляет 10—15%, а в сухой год ее почти не бывает (В. Ф. Шебеко). Почвы с неровной и уплотненной поверхностью сильнее испаряют влагу по сравнению с почвами выровненными и рыхлыми.

Установлено, что почвы западных и восточных склонов испаряют влаги на 13—15%, а южных на 29% больше, чем северных. Сильное влияние оказывает также цвет почвы. Если по данным Митчерлиха испарение белой поверхности принять за 100%, то у желтой оно будет 107, коричневой—119, черной — 132%.

При отсутствии осадков и подпора грунтовых вод величина испарения ограничена количеством воды, находящейся в верхнем слое почвы. Если грунтовые воды залегают на небольшой глубине и есть условия их капиллярного поднятия, то испарение влаги из почвы усиливается.

Заметное влияние на испарение влаги из почвы оказывает рельеф местности. На повышенных местах, вследствие усиленной циркуляции воздушных масс, происходит более интенсивное испарение, чем в пониженных.

К агротехническим мероприятиям, которые уменьшают испарение влаги из почвы, относятся: рыхление уплотненного верхнего слоя почвы, прикатывание сильно рыхлых и торфяных почв, мульчирование.

Источник

Водно физические свойства почвы

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

Вода – обязательное условие жизни растений и всего живого на Земле. Она входит в состав живых клеток, является переносчиком питательных веществ в системе почва – растения и средством защиты растений от перегрева в процессе транспирации.

Основной источник почвенной влаги — атмосферные осадки, количество и распределение которых во времени зависят от климата данной местности и метеорологических условий отдельных лет. В почву поступает меньше влаги, чем выпадает её в виде осадков, так как значительная часть задерживается растительностью, в особенности кронами деревьев.

Вторым источником поступления влаги в почву является конденсация атмосферной влаги на поверхности почвы и в её верхних горизонтах (10—15 мм). К водным свойствам почвы относят такие показатели, как водопроницаемость, влагоемкость, водоподъемная способность и испаряющая способность.

Влагоемкость — способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды. Различают несколько ее видов.

Полная влагоемкость — максимальное количество воды, которое может находиться в почве при ее полном насыщении. При такой форме влагоемкости все поры заполнены водой. Она зависти от пористости почвы.

Полевая влагоемкость — наибольшее количество воды, которое может удерживаться в подвешенном состоянии после оттока гравитационной влаги без подпора грунтовыми водами.

Максимально-молекулярная влагоемкость (ММВ)— наибольшее содержание рыхлосвязанной воды, удерживаемое в почве силами молекулярного притяжения. ММВ зависит от содержания коллоидов и гумуса: чем больше в почве илистых частиц гумуса, тем выше ММВ.

Все виды влагоемкости зависят от гранулометрического состава, структуры почвы и содержания гумуса и возрастают с переходом от легких почв к тяжелым, от бесструктурных к структурным и от малогумусированных к хорошо гумусированным почвам.

Водопроницаемостью почвы – способность почвы впитывать и фильтровать влагу. Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава, структуры и степени увлажнения почвы. Наиболее проницаемы для воды песчаные и супесчаные почвы, в которых поры имеют крупный размер. Попадая в эти поры, вода не переходит в капиллярную форму, а в виде гравитационной влаги просачивается вниз. В глинистых и суглинистых почвах передвижение воды вниз идет значительно медленнее, так как в них много тонких волосных капилляров.

Водоподъемной способностью называют способность почвы поднимать по капиллярам влагу. Скорость и высота ее подъема зависят в первую очередь от гранулометрического состава. В песчаных и супесчаных почвах подъем воды по капиллярам происходит быстро, но высота подъема сравнительно невелика. В суглинистых же почвах, наоборот, подъем воды идет медленно, но на более значительную высоту.

Под испаряющей способностью понимают способность почв испарять влагу с поверхности. Кроме водоподъемной способности на испаряемость влияют температура почвы и приземного слоя атмосферы, скорость ветра, цвет почвы, характер ее поверхности и т. д.

Пористость (или скважность) почвы — это суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Пористость зависит от гранулометрического состава, структурности, содержания органического вещества. В пахотных почвах пористость обусловлена обработкой и приемами окультуривания. При любом рыхлении почвы пористость увеличивается, а при уплотнении уменьшается. Чем структурнее почва, тем больше общая пористость.

4.2Анализ водно-физических свойств исследуемой почвы

Плотность твердой фазы почвы (удельный вес) в пределах профиля увеличивается с глубиной параллельно уменьшению количества гумуса.

Объемная плотность (объемный вес) в пределах профиля характеризует сложение почвы и также увеличивается с глубиной.

Пористость (скважность) почвы – суммарный объём всех пор между частицами твёрдой фазы почвы.

Таблица 5 — Показатели физических и водных свойств почвы

Объемная масса почвы г/

Источник