Тема №4 1.Форми води в грунті

Вода може перебувати в грунті в різних станах і залежно від цього має неоднакове значення для живлення рослин. Розрізняють такі головні форми води в грунті.

Гравітаційна вода займає в грунті великі пори (некапіллярние), пересувається зверху вниз під власною вагою. Це найдоступніша для рослин вода. Однак якщо вона заповнює всі пори, то настає перезволоження грунту. На піщаних грунтах гравітаційна вода легко йде вглиб, в зону, недоступну для коренів.

Капілярна вода займає капіляри грунту. За ним вона просувається від більш вологого шару до більш сухому. У міру випаровування води з поверхні грунту такий висхідний струм її може висушити грунту. Капілярна вода цілком доступна рослинам.

Гігроскопічна вода знаходиться в грунті у вигляді молекул в поглиненому стані, утримується поверхнею грунтових частинок, майже недоступна рослинам, пересувається між частинками грунту у формі пари.

Названі форми води не є постійними. Вода може з однієї категорії переходити в іншу. При перезволоженні грунту всі проміжки між її частинками зайняті водою. При підсиханні грунту витрачається в першу чергу вільна (некапіллярная) вода, а потім капілярна. Якщо запаси капілярної і некапіллярной води вичерпані, то рослини вже майже не можуть отримувати її з грунту через кореневу систему, тому що в грунті залишається тільки вода, малодоступна рослинам. Ступінь зволоження грунту, при якій рослини починають в'януть, від нестачі вологи, називається вологістю завядания (ВЗ). Вологість завядания дорівнює зазвичай подвійної максимальної гігроскопічності на піщаних грунтах вона нижче 1% на супіщаних 1 - 3, на суглинних 4 - 10, а на глинистих 15% і вище.

гравітаційна вода – переміщується в грунті під дією гравітаційних сил, тобто під дією власної ваги, знаходиться поза впливом сорбційних і капілярних сил, рідка, має високу розчинну здатність, рухома, доступна рослинам.
Рух гравітаційної води через грунт називається фільтрацією.
Гравітаційна вода ділиться на просочувану й підперту (підземну). Просочувана – це вода, яка пересувається по порах і тріщинах зверху вниз, коли її кількість перевищує стримувальну здатність меніскових сил. Підземна (вода водоносних горизонтів) – насичує грунтово-підгрунтову товщу до повної вологоємності й утримується в грунті за рахунок малої водопроникності порід, що підстилають грунт. Вона міститься у водоносному шарі – породі, яка легко пропускає вільну воду і насичена нею (галечник, піщаники, піски, вапняки тощо).

Водоупор – порода, яка не пропускає або слабо пропускає воду (глина, тяжкі суглинки, сланці).

2. Водні властивості ґрунту. Водний режим ґрунту залежить не лише від кількості атмосферних опадів, але й від водних властивостей ґрунту. До водних властивостей ґрунту відносяться вологоємність, водопроникливість, водопіднімальна здатність (капілярність), здатність випаровувати вологу і гігроскопічність.

Вологоємність – це здатність ґрунту вбирати і утримувати певну кількість вологи. Розрізняють повну, польову, капілярну і гігроскопічну вологоємність.

Повна вологоємність – це такий стан вологості ґрунту, коли всі його пори повністю насичені водою і відсутній відтік.

Польова вологоємність – це кількість вологи, яку ґрунт може тривалий час утримувати після повного насичення і вільного стікання води в польових умовах.

Капілярна вологоємність – це кількість води, яка утримується в ґрунті в стані капілярного насичення при заповненні водою капілярів.

Гіроскопічна вологоємність – кількість вологи, яку сухий ґрунт може поглинути з повітря.

Величина вологоємності залежить головним чином від механічного складу ґрунту і кількості гумусових речовин. Чим важчий за механічним складом ґрунт, чим більше органічних речовин він містить і тим більша його вологоємність. Польова вологоємність для піщаних ґрунтів 4 - 9, супіщаних 10 -17, легкосуглинистих і середньосуглинистих 18 - 30, важкосуглинистих і глинистих 23 - 40 % від ваги абсолютно сухого ґрунту.

Оптимальна вологоємність для більшості культурних рослин приблизно дорівнює 50% повної вологоємності ґрунту. А так як повна вологоємність різних ґрунтів неоднакова, то кількість води, необхідна для створення оптимальної вологості того чи іншого ґрунту буде різна. Наприклад, для оптимального зволоження суглинистих ґрунтів необхідно значно більше вологи, ніж для піщаних.

Водопроникність – це здатність ґрунту вбирати і пропускати воду з верхніх горизонтів в нижні.

Водопроникність залежить від механічного складу, вмісту гумусових речовин і структури ґрунту. Найкраще просочується вода у піщаних ґрунтах, найгірше – у глинистих. Водопроникність структурних ґрунтів більша, ніж безструктурних.

Водопіднімальна здатність (капілярність) – це здатність ґрунту повільно вбирати в себе воду по капілярних проміжках під дією меніскових сил, тобто сил взаємодії води з ґрунтовими частинками.

Висота і швидкість капілярного підняття води залежить від діаметру капілярів, чим вони тонші, тим вище підняття і навпаки. Наприклад, в піщаних ґрунтах висота підняття води по капілярах 30-60 см, в суглинках і глинистих ґрунтах 6-7 см. Розпилений ґрунт має кращу капілярну здатність, ніж структурний.

Здатність випаровувати. Частина води, яка потрапляє у ґрунт, випаровується. Швидкість випаровування залежить від механічного і структурного складу ґрунту. Глинисті і суглинисті ґрунти з великою капілярністю випаровують більше води, ніж легкі ґрунти, наприклад піщані. Структурні ґрунти, в порівнянні з безструктурними, втрачають менше вологи.

Випаровування вологи ґрунтом підсилює вітер. Крім того, чим сухіше повітря і вища його температура, тим більша втрата води при випаровуванні.

Величина випаровування, також, залежить від експозиції схилу. Наприклад, ґрунти на південних схилах втрачають більше води, ніж на північних. Рослинність зменшує випаровування вологи.

Гіроскопічність – це здатність ґрунту поглинати з повітря водяну пару. Гіроскопічність залежить від механічного складу ґрунту і вмісту гумусу. Чим більше в ґрунті глинистих частинок і гумусу, тим більша гіроскопічність.

Величина гіроскопічності ґрунту не постійна. На неї впливає температура і вологість повітря. Чим більша вологість повітря, тим більша гіроскопічність. При повному насиченні повітря водяною парою гіроскопічність досягає верхньої межі, це максимальна гіроскопічність. Для ґрунтів з середнім вмістом гумусу максимальна гіроскопічність становить – для піщаних – 0, 5-1, 5%, супіщаних – 1, 5-3%, легкосуглинистих 3-5%, середньосуглинистих 5-6%, важкосуглинистих – 6-8%, глинистих 8-12% і більше.