Водные свойства почвы. Основные водные свойства водопроницаемость, влагоемкость, водоподъемная способность и водоотдача.

Водопроницаемость — свойство почвы как пористого тела пропускать через себя воду. Она зависит от механического состава, структурного состояния почвы и ее сложения. В почвах легкого механического состава водопроницаемость выражена хорошо, а почвы тяжелые и особённо бесструктурные слабоводопроницаемы. При наличии водопрочной структуры суглинистые и глинистые почвы обладают высокой водопроницаемостью. У почв рыхлого сложения она выше, чем у почв уплотненных.

Влагоемкостьхарактеризует способность почвы удеряживать влагу. Различают несколько видов влагоемкости, основные из нихнаименьшая, капиллярная и полная.

Наименьшая влагоемкость ( полевая) — предельное количество влаги, которое способна удерживать почва в полевых условиях после стекания гравитационной воды и при отсутствии капиллярного увлажнения за счет грунтовых вод. При наименьшей влагоемкости в почве содержится максимальное количество воды, доступной для растений, так как водой заполнено 50—70% пор почвы.

Капиллярная влагоемкость — количество влаги, которое способна удерживать почва в капиллярно-подпертом состоянии, то есть при наличии капиллярной связи с грунтовой водой, за счет которой она пополняется.

Полная влагоемкость — содержание влаги в почве при условии полного заполнения всех пор водой.

Влагоемкость почвы зависит от механического состава, содержания гукуса и структуры. Суглинистые и глинистые почвы обладают наибольшей влагоемкостью по сравнению с почвами супесчаными и песчаными. Почвы, богатые гумусом, структурные, способны удерживать влаги больше, чем почвы бесструктурные, слабогумусированные.

Сельскохозяйственные растения предъявляют неодинаковые требования к содержанию влаги в почве. Наилучшие условия для роста зерновых культур создаются при влажности почвы 30—50%, для зерновых бобовых - 50—60, корнеплодов и технических культур 60—70 и луговых трав — 80—90% полной влагоемкости.

Водоподъемная способность — способность почвы медленно втягивать в себя воду по капиллярным порам под действием менисковых сил (сцепления воды с почвенными частицами)." Высота и скорость поднятия воды зависят от ширины капилляров: чем меньше их диаметр, тем выше эти показатели. В крупных порах поднятие влаги происходит на меньшую высоту, но с большей скоростью.

Почвы тяжелые, бесструктурные обладают лучшей водоподъемной способностью по сравнению с почвами легкими и структурными.

22. Во́дный режи́м почв — совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве.

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). Туман может оказывать значительно больший вклад в сумму осадков (до 2 мм/сутки), хотя и является более редким явлением. Практическое же значение тумана проявляется преимущественно в прибрежных районах, где в ночное время над поверхностью почвы собираются значительные массы влажного воздуха.

Типы водного режима

Основы учения о типах водного режима были разработаны Г. Н. Высоцким. Для выделения типов учитываются следующие факторы: наличие или отсутствие в почве вечной мерзлоты, глубина промачивания почвогрунта до уровня грунтовых вод или только в пределах профиля, преобладание в толще почвогрунта восходящих или нисходящих токов воды. Сообразно с этим, выделяются следующие типы:

Мерзлотный — в почве имеется вечная мерзлота, в тёплый период оттаивающая на небольшую глубину в пределах мерзлотного слоя, но с сохранением его значительной части. За счёт этого и атмосферных осадков над остаточным мерзлотным слоем формируется верховодка.

Характерные почвы: арктические, тундровые, мерзлотные лугово-лесные.

Сезонно-мерзлотный — распространён в регионах, где максимум осадков приходится на летний период и они промачивают почву до уровня грунтовых вод (Амурская область, юг Хабаровского края и др.). Зимой при этом почва промерзает на глубину более трёх метров, полностью оттаивая лишь в июле-августе. До этого времени водный режим местности носит все черты мерзлотного типа.

Промывной — отмечается в почвах районов, где осадков выпадает больше, чем испаряется. Нисходящие токи воды преобладают над восходящими и почва промывается до уровня грунтовых вод. Грунтовые воды в данных условиях как правило залегают не глубже 2 м от поверхности.

Характерные почвы: подзолистые.

Периодически промывной — в почвах территорий, где количество выпадающих осадков примерно равно испарению, причём во влажные годы будет наблюдаться больше количество осадков и, соответственно, промывной режим, а в сухие преобладание испарения и непромывной водный режим.

Характерные почвы: серые лесные.

Эрозионно-промывной — на участках, подверженных водной эрозии.

Непромывной — отмечается в почвенно-климатических зонах, где расходная статья водного баланса преобладает над приходной, влагооборотом охвачен лишь почвенный профиль, грунтовые воды залегают глубоко, нисходящие токи преобладают над восходящими (так как главный расход воды приходится не на физическое, а на транспирационное испарение).

Характерные почвы: чернозёмы.

Выпотной — при сумме осадков значительно меньше испарения. При этом испаряется не только влага, выпавшая в виде осадков, но часть высокостоящих грунтовых вод, в результате чего грунтовые воды поднимаются по капиллярам, достигая верхних горизонтов почвенного профиля. Так как в данных условиях грунтовые воды чаще всего минерализованы, то вместе с влагой по капиллярам переносятся растворённые соли.

Характерные почвы: солончаки, солонцы.

Застойный — распространён на заболоченных участках. Все поры почвы оказываются заполненными водой, испарению препятствует специфическая растительность (сфагновые мхи и др.).

Характерные почвы: болотные.

Намывной — при ежегодном продолжительном затоплении территории во время разлива рек.

Характерные почвы: аллювиальные (пойменные)

РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ, агромелиоративное мероприятие, направленное на создание оптимальных запасов влаги в корне-обитаемом слое почвы в течение вегетационного периода растений. Для правильного установления режима орошения винограда учитывают его потребность в воде в различные фазы вегетации при данной агротехнике и конкретных почвенных и климатич. условиях. При недостатке или излишке влаги в почве продуктивность виноградных кустов снижается. В первом случае кусты страдают от недостатка влаги и питательных веществ, во втором — от недостатка воздуха в почве. В орошаемом виноградарстве эффективным средством Р. в. р. п. является использование поливов (см. Орошение виноградников). Последние по величине и времени устанавливают так, чтобы создаваемый ими режим влажности активного слоя почвы возможно равномернее и лучше приближался к требуемому (см. Оптимальная влажность почвы); при этом верхние и нижние запасы влаги не превосходят допустимые для винограда значения. Целенаправленное Р. в. р. п. обеспечивается улучшением организации территорий и подготовкой площадей к поливам, направленным изменением качественного состава и свойств поливной воды, совершенствованием способов технич. средств подвода воды к поливным устройствам, а также выбором рациональных способов и техники полива. В неорошаемых условиях водный режим почвы виноградников регулируют путем обработки почвы на виноградниках, а также мульчированием ее в рядах и междурядьях полиэтиленовой пленкой, растительными остатками, песком и др.

23.Различаются следующие категории воды в п.: 1) твердая влага — лед; 2) кристаллизационная влага, входящая в состав солей; 3) связанная, или сорбированная влага — сорбированная на поверхности почвенных частиц; 4) влага свободная, или несорбированная (капиллярная и гравитационная) — заполняющая почвенные поры, способная перемещаться в них во всем своем объеме, независимо от расстояния от поверхности почвенных частиц; 5) парообразная — влага в форме пара, содержащегося в почвенном воздухе.

Следует различать два вида влаги: производительный и непроизводительный. К первому виду относится потребление влаги растительным покровом, ко второму — испарение с поверхности почвы, инфильтрация в грунтовые воды, сток воды и снос снега с поверхности почвы. Наибольший расход влаги происходит в результате ее испарения с поверхности почвы (физическое испарение). При этом почва может иссушаться на глубину 0—20 см, а в засушливых районах — до 0—40 см и более. Скорость испарения влаги зависит от внешних условий и свойств почвы. Испарение увеличивается с повышением температуры и скорости ветра, оно зависит и от формы поверхности. Волнистая поверхность (гребнистая, глыбистая) расходует влаги больше, чем ровная. Растительный покров и мертвый опад растений на поверхности почвы резко сокращают физическое испарение.

24. Тепловые свойства -Тепловой режим играет важную роль в почвообразовании, так как он влияет на интенсивность происходящих в почве биологических, химических, физических и биохимических процессов, на рост и развитие растений.

Основными тепловыми свойствами почвы являются теплопоглотительная способность, теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглотительная способность обеспечивает поглощение почвой лучистой энергии Солнца. О способности почв поглощать лучистую энергию судят по альбедо - числу, показывающему, какую часть лучистой энергии отражает данная поверхность. Альбедо выражается в процентах. Чем меньше альбедо, тем больше почва поглощает солнечной радиации.

Теплоемкость - свойство почвы поглощать тепло. Различают удельную и объемную теплоемкость почв. Теплоемкость зависит от минералогического и механического состава, а также от влажности почвы и содержания в ней органического вещества.

Удельная теплоемкость минеральных почв в сухом состоянии колеблется в сравнительно узких пределах. По мере увеличения влажности она возрастает. Поскольку глинистые почвы влагоемки, они медленно прогреваются, их называют «холодными». Легкие почвы (песчаные, супесчаные) прогреваются быстрее, их называют «теплыми». Гумусированные почвы более теплоемки. Теплоемкость рыхлых почв выше, чем плотных.

Теплопроводность - способность почвы проводить тепло. Тепло передается несколькими путями: конвекционно - через твердые частицы почвы, газ или жидкость; при контакте частиц, между собой; путем излучения от частицы к частице.

Теплопроводность почвы зависит от химического и механического состава, влажности, содержания воздуха, плотности и температуры. В сухом состоянии почвы, богатые гумусом и обладающие высокой пористостью, очень плохо проводят тепло. Теплопроводность фракции крупнозернистого песка при одинаковой пористости и влажности в 2 раза превышает теплопроводность крупнопылеватой фракции. Влажные почвы более теплопроводны, чем сухие.

Теплово́й режи́м почв — совокупность и последовательность всех явлений поступления, перемещения, аккумуляции и расхода тепла в почве на протяжении определенного отрезка времени (так различают суточный и тепловой режимы). Основным показателем теплового режима является температура почвы (на разных глубинах почвенного профиля). Она зависит от климата, рельефа, растительного и снежного покрова, тепловых свойств почвы.

Тепловой режим обусловлен преимущественно радиационным балансом, который зависит от соотношения энергии солнечной радиации, поглощенной почвой, и теплового излучения. Некоторое значение в теплообмене имеют экзо- и эндотермические реакции, протекающие в почве при процессах химического, физико-химического и биохимического характера, а также внутренняя тепловая энергия Земли. Однако два последних фактора оказывают незначительное влияние на термический режим почвы. Количество тепла, приходящее изнутри земного шара к поверхности почвы, составляет всего 55 кал (230 Дж)/см² в год.

Типы температурного режима почв — по классификации В. Н. Димо выделяются следующие

Мерзлотный. Среднегодовая температура профиля п. имеет отрицательный знак. Преобладает процесс охлаждения, сопровождающийся промерзанием почвенной толщи до верхней границы многолетнемерзлых пород;

Длительно-сезонно-промерзающий. Преобладает положительная среднегодовая температура профиля п. Отрицательные температуры проникают глубже 1 м. Длительность процесса промерзания но менее 5 месяцев. Сезонно промерзающая толща не смыкается с многолетнемерзлыми породами. Не исключено отсутствие многолетнемерзлых пород;

Сезонно-промерзающий. Среднегодовая температура профиля п. положительная. Сезонное промерзание может быть кратковременным (несколько дней) и продолжительным (не более 5 месяцев). Подстилающие породы немерзлые;

Непромерзающий. Среднегодовая температура профиля п. и температура самого холодного месяца положительные. Промерзания не наблюдаются. Подстилающие породы немерзлые.