ВОДНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
Водные свойства это совокупность свойств почвы, определяющих поведение почвенной влаги в ее профиле. К ним относят водопроницаемость, водоподъёмную способность и водоудерживающую способность.
В о д о п р о н и ца е м о с т ь — способность почвы впитывать и пропускать через себя воду, поступающую на ее поверхность. В процессе передвижения воды го профилю почвы выделяют два этапа: впитывание и фильтрацию. Впитывание представляет собой передвижение воды в ненасыщенной влагой почве под действием силы тяжести, капиллярного и сорбционного рассасывания. Поэтому впитывание происходит не только в нисходящем направлении, но и частично направлено в стороны от места появления свободной влаги. В процессе впитывания происходит последовательное заполнение свободных пор передвигающейся водой. Фильтрация — нисходящее, фронтальное передвижение воды в почве, полностью насыщенной влагой, под действием силы тяжести и градиента напора. Границей между впитыванием почв и фильтрацией считают момент установления постоянной скорости нисходящего перемещения влаги.
В природных условиях фильтрация происходит нечасто: при выпадении большого количества осадков, снеготаянии, орошении с высокими нормами воды, например при возделывании риса. В большинстве же случаев имеет место процесс инфильтрации — просачивание поверхностной влаги в почву, происходящее преимущественно по крупным порам, ходам корней и почвенных животных, реликтовым и деформационным трещинам. В результате инфильтрации происходит неравномерное проникновение воды в глубь почвенного профиля (рис. 41). Если 
почва имеет большую трещиноватость и преимущественно крупную некапиллярную пористость, то наряду с впитыванием происходит «проваливание» воды в нижние горизонты почвенного профиля. Такая влага расходуется преимущественно непродуктивно, поскольку легко теряется по этим пустотам в процессе физического испарения или уходит за пределы почвенного профиля. Так, при поливах «провальная» вода достигает верховодки или грунтовых вод и способствует их подъему, что приводит к заболачиванию или засолению почв.
Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава почв, их структурного состояния и физико-химических свойств. Почвы легкого гранулометрического состава (пески, супеси) благодаря наличию крупных некапиллярных пор отличаются высокой водопроницаемостью. Хорошей водопроницаемостью характеризуются суглинистые и глинистые почвы с водопрочной комковато-зернистой структурой. В бесструктурных суглинистых и особенно глинистых почвах водопроницаемость очень низкая. В почвах, содержащих обменный натрий, водопроницаемость существенно снижается. При высоком содержании в ППК обменного натрия почва сильно набухает и становится практически водонепроницаемой.
Водопроницаемость измеряется объемом воды, который проходит через единицу площади поперечного сечения в единицу времени. Этот показатель довольно динамичный и заметно варьирует как по профилю почв, так и пространственно Водопроницаемость почв тяжелого гранулометрического состава оценивают по шкале, предложенной А.А.Качинским. Если почва пропускает за 1 ч более 1000 мм воды при ее напоре 5 см и температуре 10 0 С, то водопроницаемость провальная, от 1000 до 500 излишне высокая, от 500 до 100 — наилучшая от 100 до 70 — хорошая, от 70 до 30 — удовлетворительная, Менее 30 мм — неудовлетворительная
В районах с большим количеством осадков низкая водопроницаемость почв служит причиной их переувлажнения а при наличии уклона местности — формирования поверхностного стока и развития эрозии. Когда же водопроницаемость очень высокая в корнеобитаемом слое почвы не происходит накопления запаса влаги, необходимого для нормального развития растений, а в орошаемом земледелии имеют место большие потери поливной воды, теряющейся на фильтрацию и пополняющей грунтовые воды.
Водоподъемная способность — свойство почвы вызывать восходящее передви-жение содержавшейся в ней влаги за счет капиллярных сил. Высота подъема воды в почвах о скорость ее передвижения зависят в основном от их гранулометрического состава, структурного состояния и пористости. В общих чертах высота капиллярного поднятия воды возрастает по мере уменьшения диаметра капиллярных пор. Поэтому водоподъёмная способность песчаных почв составляет 0,5-1,0 м, супесчаных — 1,0-1,5 м, суглинистых – 3-4, лёссовидных пород – 4-5 м. В бесструктурных глинистых почвах, несмотря на наиболее мелкий размер капилляров по сравнению с почвами иного гранулометрического состава, водоподъемная способность снижается, поскольку капилляры заполнены преимущественно связанной водой.
Благодаря водоподъемной способности почв растения дополнительно снабжаются влагой, поступающей из грунтовых вод. Это особенно важно в засушливых регионах. Однако при близком залегании грунтовых вод к поверхности может произойти заболачивание, а когда они минерализованные — засоление почв.
Водоудерживающая способность — свойство удерживать от стекания воду, содержащуюся в ней, под влиянием силы тяжести сорбционными и капиллярными силами. Количественно водоудерживающую способность почвы характеризует ее влагоемкость.
В л а г о е м к о с т ь п о ч в ы — наибольшее количество воды, которое способна удержать почва теми или иными силами. В зависимости от сил, удерживающих влагу в почве, выделяют пять видов влагоемкости.
Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ — наибольшее количество прочносвязанной воды. удерживаемое сорбционными силами. В почвенной практике эту величину используют редко. Гораздо более важное практическое значение имеют показатели гигроскопической влажности и максимальной гигроскопической влажности.
Даже в почве, высушенной до воздушно-сухого состояния, всегда содержится некоторое количество влаги вследствие сорбции из воздуха паров воды почвенными частицами. Способность почвы сорбировать парообразную воду называют гигроскопичностью, а влагу, поглощённую таким путём, — гигроскопической.
Содержание гигроскопической воды в почве зависит от ее свойств и относительной влажности воздуха. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы, чем больше в ней содержится органических и минеральных коллоидов и чем сильнее насыщен воздух, е которым соприкасается почва, водяными парами, тем выше ее гигроскопическая влажность.
Почва способна поглощать парообразную воду из воздуха вплоть до его полного насыщения парами воды. Предельное количество парообразной влаги, которое может быть поглощено почвой при относительной влажности воздуха, близкой к 100%, называют максимальной гигроскопической влажностью.
В отличие от гигроскопической влажности максимальная гигроскопическая влажность для каждой конкретной почвы величина постоянная и зависит от ее свойств, в первую очередь от гранулометрического состава и содержания гумуса. В малогумусных песчаных и супесчаных почвах максимальная гигроскопическая влажность составляет 0,1-1,0%, в суглинистых и глинистых почвах с высоким содержанием гумуса 10-15%, в торфяных почвах – 30-50%. С помощью этого показателя находят влажность завядания растений и рассчитывают запас недоступной влаги в почве.
Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) — наибольшее количество рыхлосвязанной (плёночной) воды, удерживаемой силами молекулярного притяжения на поверхности почвенных частиц. Эта величина зависит в основном от гранулометрического состава почв. В глинистых почвах она достигает 25-30% и на 70-75% заполняет поровое пространство, уменьшая таким образом содержание свободной влаги и воздуха. В песчаных почвах ММВ не превышает 2-5%. Увеличение запасов воды в почве сверх ММ В сопровождается появлением подвижной капиллярной или даже гравитационной воды.
Максимальная молекулярная влагоемкость — важная почвенно-гидрологическая характеристика. При сопоставлении фактической влажности почвы с ММВ можно установить наличие или отсутствие в почве доступной для растений влаги. Поскольку влажность завядания обычно на 2-3% ниже ММВ, то при влажности почвы, соответствующей ММВ, запасы доступной растениям воды настолько малы, что уже не удовлетворяют их потребности. При этом наблюдается угнетение растений, они отстают в росте, а в жаркие периоды сбрасывают листья и цветки. В то же время необходимо учитывать, что величина ММВ не является константой, хотя она и характеризует состояние пониженной подвижности почвенной влаги.
Предельно-полевая влагоемкость (ППВ) — наибольшее количество воды, которое может удержать почва после стекания гравитационной влаги при глубоком залегании грунтовых вод. Синонимы предельно-полевой влагоемкости — наименьшая влагоемкость (НВ) и полевая влагоемкость (ПВ).
Предельно-полевая влагоемкость — важнейшая характеристика водных свойств почвы, При влажности почвы, соответствующей ППВ, вся система капиллярных пор заполнена водой, благодаря чему создаются оптимальные условия влагообеспеченности растений.
Эта величина зависит от содержания гумуса, оструктуренности и гранулометрического состава почвы. В тяжелых по гранулометрическому составу хорошо оструктуренных почвах с высоким содержанием гумуса ППБ достигает 40-50%, в малогумусных песчаных – 5-10%. Оценка ППВ различных по гранулометрическому составу почв приведена в таблице 74.
Капиллярная влагоемкость (КВ) — максимальное количество капилллярно-подпертой влаги, которое содержится в слое почвы, находящемся в пределах капиллярной каймы. Чем ближе слой почвы к зеркалу грунтовых вод, тем выше его капиллярная влагоемкость. В нижней части капиллярной каймы практически все поры заполнены водой. На верхней границе каймы КВ равна ППВ.
Полная влагоемкость (ПВ) — наибольшее количество влаги, которое содержится в почве при условии полного заполнения всех пор водой. Но полного заполнения всех пор водой не происходит, поскольку в почве всегда присутствует так называемый защемленный воздух, на долю которого приходится до 10% от общей пористости. При полной влагоемкости в почве содержится максимально возможное количество всех форм влаги: прочно- и рыхлосвязанной, капиллярной и гравитационной, поэтому ПВ характеризует водовместимость почвы.
Источник
Водные свойства песчаных почв
Глава 7. ВОДНЫЕ СВОЙСТВА И ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ
§1. Значение воды в почве
Почва как многофазная система способна поглощать и удерживать воду. В ней всегда находится определенное количество влаги. Вода поступает в почву в виде атмосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении.
Почвенная вода является жизненной основой растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. От содержания воды в почве зависят интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ и формирование почвенного профиля, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, ее физико-механические свойства, то есть, важнейшие показатели почвенного плодородия. Следовательно, почвенная вода оказывает прямое и косвенное влияние на развитие и урожайность растений.
Растения расходуют воду в огромном количестве. Для создания 1 г сухого органического вещества потребляется от 200 до 1000 г воды. Количество воды, затрачиваемое на создание единицы сухого вещества за вегетационный период, называется транcnupaцuoнным коэффициентом. Однако растениями усваивается только часть почвенной влаги, которая удерживается силами, меньшими, чем сосущая сила корней, – продуктивная влага. В процессе фотосинтеза вода вместе с углекислым газом – первичный источник образования органического вещества растений. В воде растворяются питательные вещества, которые с почвенным раствором поступают в растения. Растения нормально развиваются только при постоянном и достаточном количестве влаги в почве. Недостаток, как и избыток, влаги в почве ограничивает продуктивность растений. В этом случае неэффективными становятся различные приемы, направленные на повышение урожаев сельскохозяйственных культур (внесение удобрений, известкование и др.).
Водообеспеченность растений определяется не только количеством поступающей воды в почву, но и ее водными свойствами, способностью почвы впитывать, фильтровать, удерживать, сохранять воду и отдавать ее растению по мере потребления. В одинаковых климатических условиях при равной влажности почвы могут содержать разное количество доступной воды, что зависит от механического состава почв, структурного состояния, содержания гумуса и других показателей, предопределяющих их водные свойства. Поэтому создание благоприятного водного режима в почве – одно из важнейших условий получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в условиях интенсивного земледелия.
§2. Формы воды в почве
Для определения обеспеченности растений доступной водой необходимо знать формы и взаимосвязи воды в почве.
Вода в почве может находиться во всех трех состояниях: в парообразном, твердом и жидком. Парообразная вода содержится в почвенном воздухе и поступает из атмосферы, а также образуется в почве при испарении жидкой воды и льда, свободно передвигается в почве из более влажных мест в менее увлажненные (при условии одной и той же температуры во всех горизонтах почвы), а из горизонтов с большей температурой — в участки с меньшей температурой. Практическое значение парообразной почвенной влаги в земледелии ничтожно, однако в почвах засушливых районов за счет водяного пара в зимнее время в метровом слое аккумулируется до 10 –14 мм влаги. Твердая вода непосредственно не используются растениями, хотя и может служить резервом доступной влаги (жидкой и газообразной).
Жидкая и парообразная вода в почве подвергается воздействию различных природных сил: гравитационных, молекулярного притяжения твердой фазы почвы и силы притяжения между молекулами воды. В зависимости от преобладания одной из этих сил почвенная вода имеет различную подвижность и доступность для растений.
Выделяют следующие основные формы почвенной воды, различающиеся между собой прочностью связи с твердой фазой почвы и степенью подвижности: кристаллизационную, гигроскопическую, пленочную, капиллярную, гравитационную.
Кристаллизационная вода – это химически связанная вода, входящая в состав минералов либо в виде гидроксильных групп (Fе(ОН)з, А1(ОН)з, Са(ОН)2), либо в виде целых молекул (например, гипса (CaS04 * 2 Н20), мирабилита (Na2SО4 * 10 Н2О) и др.); выделяется при нагревании почвы до температуры 400 – 600 °С. Химически связанная влага не принимает непосредственного участия в физических процессах, протекающих в почве, и растениям недоступна.
Гигроскопическая влага. Часть воды, находящейся в воздухе в виде пара, поглощается поверхностью почвенных частиц, образуя гигроскопическую влагу – одну из форм так называемой сорбционной воды, т.е. удерживаемой силами сорбции. Содержание этой влаги зависит от: относительной влажности и температуры воздуха (чем влажнее воздух и ниже температура, тем ее больше в почве), содержания органического вещества (чем богаче почва гумусовыми веществами, тем ее больше) и механического состава (при прочих равных условиях почва суглинистая или глинистая всегда будет содержать больше гигроскопической влаги, чем почва песчаная или супесчаная). Наибольшее количество гигроскопической воды, поглощенное почвой и выраженное в процентах от массы сухой почвы, называется максимальной гигроскопичностью (МГ). Такое количество влаги почва может поглотить из воздуха, имеющего относительную влажность, близкую к 100 %. Максимальная гигроскопическая влажность – величина, постоянная для каждой почвы, так как она определяется при постоянных температуре и относительной влажности воздуха. Может колебаться для песчаных почв от 0,1 до 1,5 в глинистых, гумусированных – до 10 – 15, в органогенных – до 20 – 40 % от веса сухой почвы. Молекулы гигроскопической воды удерживаются на поверхности почвенных частиц с большой силой, поэтому удалить их можно лишь продолжительным нагреванием почвы при 105 °С. Следовательно, для растений гигроскопическая влага недоступна.
МГ используют для выяснения мертвого запаса влаги (МЗВ) в почве – количество влаги в почве, при котором растения начинают устойчиво завядать, так как эта вода не может быть использована растениями. Он равен 1,5 • МГ, т.е. в состав мертвого запаса влаги входит еще пленочная вода.
Пленочная вода покрывает почвенные частицы следующим за гигроскопической влагой слоем, также удерживается силами межмолекулярного притяжения, но слабее, поэтому является частично доступной (для взрослых растений). Кристаллизационная, гигроскопическая и пленочная формы воды относятся к прочносвязанной воде и составляют МЗВ.
Влага, которая содержится в почве сверх мертвого запаса, называется продуктивной. Благодаря этой влаге формируется урожай сельскохозяйственных растений.
Свободная вода не связана силами притяжения с почвенными частицами, доступна растениям, передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил. В связи с этим выделяют капиллярную и гравитационную воду.
Капиллярная вода заполняет тонкие (капиллярные) поры почвы и передвигается в них под влиянием капиллярных (менисковых) сил. Высота подъема воды тем выше, чем тоньше капилляр. В зависимости от характера увлажнения различают капиллярно- подвешенную и капиллярно-подпертую воду. При увлажнении почвы сверху (атмосферные осадки, оросительные воды) формируется капиллярно-подвешенная вода, не связанная с грунтовыми водами и находящаяся в верхней части профиля почв. Капиллярно-подпертая формируется при увлажнении снизу и поднимается от зеркала грунтовых вод. Почвенный слой, в котором она распространяется, называется капиллярной каймой, и мощность его зависит от водоподъемной способности почвы. Капиллярная вода легкодоступна для растений и является основным источником их водного питания. Разновидностью капиллярной воды является стыковая влага, находящаяся в почвах с атмосферным увлажнением, которая представляет собой влагу, удерживаемую между частицами почвы и не проходящую вниз.
Если почву, в которой все капиллярные поры уже заполнены водой, продолжать увлажнять, то влагой будут заполняться некапиллярные промежутки. Эта влага, свободно передвигающаяся в почве и подчиненная в своем движении силе тяжести, называется гравитационной. Гравитационная влага может передвигаться в почве только из верхних слоев вниз. Просачиваясь вниз, она либо является источником питания грунтовых вод, либо распределяется по толще почвы и переходит в другие формы воды. Гравитационная влага легкодоступна растениям, но избыточна (т.к. мало воздуха и нарушается газообмен) и поэтому непродуктивна. Полное насыщение почвы водой возможно после таяния снега или длительных дождей, однако это явление кратковременное.
Грунтовые воды играют важную роль в водном питании растений. Подходя близко к поверхности почвы, в северных районах они вызывают заболачивание, а в южных – засоление почвы. Критическая глубина залегания грунтовых вод, при которой происходит засоление почв на юге, колеблется в пределах 1,5 – 2,5 м.
§3. Водные свойства почвы и основные почвенно-гидрологические константы
Водный режим почвы зависит не только от количества атмосферных осадков, но и в значительной мере от водных свойств самой почвы. К главнейшим водным свойствам относятся водопроницаемость, водоподъемная способность (или капиллярность), влагоемкость.
Водопроницаемость – это способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Водопроницаемость измеряется объемом воды, протекающей через единицу площади поверхности почвы в единицу времени, выражается в мм водного столба в единицу времени.Процесс водопроницаемости включает впитывание влаги и ее фильтрацию. Впитывание происходит при поступлении воды в почву, не насыщенную водой, а фильтрация начинается тогда, когда большая часть пор почвы заполняется водой. Впитывание воды обусловлено сорбционными и капиллярными силами, фильтрация – силой тяжести.
Водопроницаемость зависит от механического состава, структуры (у структурных почв выше, чем у бесструктурных), содержания гумусовых веществ (в целом от общего объема пор в почве и их размера), а также от состава поглощенных катионов: натрий уменьшает водопроницаемость, а кальций – увеличивает. В легких по механическому составу почвах поры крупные и водопроницаемость всегда высокая. В почвах тяжелого механического состава с глыбисто-пылеватой структурой и плотных бесструктурных почвах водопроницаемость низкая. После оструктуривания такие почвы в несколько раз улучшают фильтрационную способность (суглинистые и глинистые почвы, обладающие водопрочной комковато-зернистой структурой, также отличаются высокой водопроницаемостью).
Хорошо водопроницаемыми считаются почвы, в которых вода в течение первого часа проникает на глубину до 15 см. В средневодопроницаемых почвах вода за первый час проходит от 5 до 15 см, а в слабоводопроницаемых – до 5 см. От этого свойства зависит степень использования водных ресурсов. При слабой водопроницаемости часть атмосферных осадков или оросительной воды стекаетпо поверхности, что приводит к непродуктивному расходованию влаги, могут происходить вымокание культур, застаивание воды на поверхности и развиваться эрозия почвы. При очень высокой водопроницаемости не создается хороший запас воды в корнеобитаемом слое почвы, а в орошаемом земледелии наблюдается большая потеря на полив.
Водоподъемная способность – свойство почвы поднимать содержащуюся в ней влагу за счет капиллярных сил (вода в почвенных капиллярах образует вогнутый мениск, на поверхности которого создается поверхностное натяжение). Высота капиллярного поднятия воды зависит от диаметра капилляров: чем они тоньше, тем выше поднятие, и наоборот. Поэтому водоподъемная способность растет от песчаных почв к суглинистым и глинистым. Максимальная высота подъема воды над уровнем грунтовых вод для песчаных почв 0,5 – 0,8 м, для суглинистых – 2,5 – 3,5 м, в глинистых почвах – 3,0 – 6,0 м.Скорость подъема зависит от размера пори вязкости воды, обусловливаемой ее температурой. По крупным порам вода поднимается быстрее, чем в почвах с тонкими капиллярами.С повышением температуры уменьшается вязкость воды, поэтому скорость ее капиллярного поднятия повышается. Растворенные в воде соли также оказывают значительное влияние на скорость капиллярного подъема. Минерализованные грунтовые воды в отличие от пресных поднимаются к поверхности по капиллярам с большей скоростью.
Благодаря капиллярным явлениям и водоподъемной способности почв грунтовые воды участвуют в дополнительном снабжении растений водой, особенно в засушливые годы, развитии восстановительных процессов и засолении почвенного профиля.
Влагоемкость – способность почвы впитывать и удерживать определенное количество воды. Выражается в % к весу сухой почвы. Эта способность зависит от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава поглощенных катионов. Высокая влагоемкость характерна для глинистых почв, богатых коллоидами, с высоким содержанием гумуса. Высокой влагоемкостью обладают почвы, содержащие известь, хлориды, слабовлагоемкие песчаные почвы.
Различают следующие виды влагоемкости: максимальную гигроскопическую, капиллярную, полевую и полную.
Максимальная гигроскопическая влагоемкость (МГВ) – это наибольшее недоступное растениям количество влаги (мертвый запас влаги), которое прочно удерживается молекулярными силами почвы (адсорбцией). Величина этой влагоемкости зависит от суммарной поверхности частиц, а также содержания гумуса: чем больше в почве илистых частиц и гумуса, тем она выше.
Капиллярная влагоемкость – максимальное количество воды (капиллярно-подпертой влаги), которое удерживается в почве над уровнем грунтовых вод при заполнении капиллярных пор. Кроме свойств почвы, величина капиллярной влагоемкости зависит от высоты над зеркалом грунтовых вод. Вблизи грунтовых вод она наибольшая, а с поднятием к поверхности уменьшается и на границе капиллярной каймы равна наименьшей влагоемкости.
Наименьшая влагоемкость (НВ), или предельная полевая влагоемкость (ППВ) – это наибольшее количество воды, которое остается в почве после ее полного увлажнения и свободного стекания избыточной воды. Величина наименьшей влагоемкости зависит от гранулометрического и минералогического состава, плотности и пористости почвы. Она соответствует величине капиллярно-подвешенной воды. Наименьшая влагоемкость – важнейшая характеристика водных свойств почвы, дающая представление о наибольшем количестве воды, которое почва способна накопить и длительное время удерживать. Она составляет (в % от веса абсолютно сухой почвы): для песчаных – 4 – 9, супесчаных – 10 – 17, легко- и среднесуглинистых – 18 – 30, тяжелосуглинистых и глинистых – 23 – 40. Наибольшие значения ППВ характерны для гумусированных почв тяжелого механического состава, обладающих хорошо выраженной макро- и микроструктурой.
Полной влагоемкостью (ПВ) называется наибольшее количество воды, которое может вместить почва при полном заполнении всех ее пор водой при отсутствии оттока (численно равна пористости почвы).
Оптимальной влажностью для большинства культурных растений условно принято считать влажность, приблизительно равную 50 % полной влагоемкости данной почвы. Для большинства зерновых культур оптимальная влажность составляет 30 – 50 %, для зернобобовых – 50 – 60 %, технических растений и корнеплодов – 60 – 70 %, сеяных луговых трав (злаков и бобовых) – 80 – 90 % ПВ почвы. Поэтому оптимальная влажность почвы для разных растений и почв должна несколько отклоняться от условно принятой.
Полевая влажность (WП) характеризует содержание влаги в почве на данный момент, выражается в % к массе сухой почвы.
Из общего количества влаги, содержащейся в почве при ее полном насыщении, выделяют такие пограничные значения влажности, при которых меняются поведение воды и ее доступность растениям. Границы значений влажности, характеризующие пределы появления различных категорий почвенной влаги, называются почвенно-гидрологическими константами. Наиболее широко используются следующие: максимальная гигроскопическая влагоемкость, влажность разрыва капилляров (ВРК), влажность завядания (ВЗ), наименьшая влагоемкость (НВ) и полная влагоемкость (ПВ).
При влажности НВ вся система капиллярных пор заполнена водой, поэтому создаются оптимальные условия влагообеспеченности растений. По мере испарения и потребления воды растениями теряется сплошность заполнения водой капилляров, уменьшаются подвижность воды и доступность ее растениям. Влажность, при которой происходит разрыв сплошного заполнения капилляров водой, называется влажностью разрыва капилляров (ВРК). Это важная гидрологическая константа почвы, характеризующая нижний предел оптимальной влажности. Для суглинистых и глинистых почв ВРК составляет 65 – 70 % НВ.
Влажность завядания растений – это почвенная влажность, при которой у растений появляются признаки завядания, не исчезающие при помещении растений в атмосферу, насыщенную водяными парами, т.е. это нижний предел доступной растениям влаги (численно равна 1,5 * МГ). Влажность завядания зависит от вида растений и свойств почвы. Чем тяжелее механический состав почвы, чем больше в ней органического вещества, тем выше ВЗ. В среднем она составляет: в песках – 1 – 3 %, в супесях – 3 – 6 %, в суглинках – 6 – 15 %, в торфяных почвах – 50 – 60 %.
Для растений доступна только та часть почвенной влаги, которая может быть усвоена в процессе жизнедеятельности. Она называется продуктивной влагой, так как используется для образования урожая и вычисляется как разница между ППВ и ВЗ. Зная количество продуктивной влаги, можно рассчитать урожай растений (1 % продуктивной влаги дает 1 ц зерна) и дефицит влаги.
Продуктивный запас влаги (ПЗВ) в определенном слое (или почвенном профиле) вычисляют, зная общий запас воды (ОЗВ) в этом слое и запас труднодоступной воды (ЗТВ). Запас воды определяют для каждого почвенного горизонта по формуле:
где В – запас воды, м 3 /га для слоя Н, WП – полевая влажность, dV – объемная плотность почвы, г/см 3 , Н – мощность горизонта, см. Запас труднодоступной воды рассчитывают по той же формуле, но вместо WП берут ВЗ. Для пересчетов запасов воды, выраженных в м 3 /га, в мм их умножают на 0,1 (запас воды в 1 мм водного столба на площади 1 га равен 10 т воды). Разность между этими показателями дает продуктивный запас влаги: ПЗВ = ОЗВ – ЗТВ. Оценка запасов продуктивной влаги представлена в таблице 11.
Источник