Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

Поэтому в слоистой толще распределение капиллярной воды имеет свои особенности. Так, на контакте слоев различного гранулометрического состава наблюдается повышение влажнос­ ти, в то время как в однородных почвогрунтах влажность равно­ мерно убывает либо вниз по профилю (при капиллярно-подве­ шенной воде), либо вверх по профилю (при капиллярно-подпер­ той воде). Влажность слоистой почвенно-грунтовой толщи при прочих равных условиях всегда выше влажности толщи одно­ родной.

Гравитационная вода. Основным признаком свободной грави­ тационной воды является передвижение ее под действием силы тяжести, т. е. она находится вне влияния сорбционных и капил­ лярных сил почвы. Для нее характерны жидкое состояние, высокая растворяющая способность и возможность переносить в растворенном состоянии соли, коллоидные растворы, тонкие суспензии. Гравитационную воду делят на просачивающуюся гравитационную и воду водоносных горизонтов (подпертая гра­ витационная вода).

Просачивающаяся гравитационная вода передвигается по по­ рам и трещинам почвы сверху вниз. Появление ее связано с накоплением в почве воды, превышающей удерживающую силу менисков в капиллярах.

Вода водоносных горизонтов — это грунтовые, почвенно-грун- товые и почвенные воды (почвенная верховодка), насыщающие почвенно-грунтовую толщу до состояния, когда все поры и про­ межутки в почве заполнены водой (за исключением пор с защем­ ленным воздухом). Эти воды могут быть либо застойными, либо, при наличии разности гидравлических напоров, стекающими в направлении уклона водоупорного горизонта. Удерживаются они в почве и грунте вследствие малой водопроницаемости подсти­ лающих грунтов.

Присутствие значительных количеств свободной гравитацион­ ной воды в почве — явление неблагоприятное, свидетельству­ ющее о временном или постоянном избыточном увлажнении, что способствует созданию в почвах анаэробной обстановки и разви­ тию глеевого процесса. Осушительные мелиорации направлены, как правило, на уменьшение запасов свободной гравитационной воды в почвах.

Разграничивая содержащуюся в почве воду на отдельные категории или формы в зависимости от ее фазового состояния и природы сил, удерживающих ее в почве (сорбционные, капил­ лярные, сила тяжести), необходимо оговориться, что любое разделение воды является условным, так как вода в почве прак­ тически находится одновременно под действием нескольких сил с преобладающим влиянием силы какого-либо одного вида, и, говоря о действии на воду сил той или иной природы, имеют в виду их преобладающее влияние.

136

6.2. Водоудерживающая способность и влагоемкость почвы

Водными (водно-физическими, гидрофизическими) свойства­ ми называют совокупность свойств почвы, которые определяют поведение почвенной воды в ее толще. Наиболее важными вод­ ными свойствами являются: водоудерживающая способность почвы, ее влагоемкость, водоподъемная способность, потенциал почвенной влаги, водопроницаемость. Водоудерживающая спо­ собность — способность почвы удерживать содержащуюся в ней воду от стекания под влиянием силы тяжести. Количественной характеристикой водоудерживающей способности почвы являет­ ся ее влагоемкость.

Влагоемкость почвы — способность поглощать и удерживать определенное количество воды. В зависимости от сил, удержи­ вающих воду в почве, и условий ее удержания выделяют сле­ дующие виды влагоемкости, которые соответствуют определен­ ным формам воды: максимальную адсорбционную, максимальную молекулярную, капиллярную, наименьшую или полевую и полную.

Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) — наи­ большее количество воды, которое может быть удержано сорбционными силами на поверхности почвенных частиц. Соответ­ ствует прочносвязанной (адсорбированной) воде, содержащейся в почве.

Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) (по А. Ф. Лебедеву) — характеризует верхний предел содержания в почвах рыхлосвязанной (пленочной) воды, т. е. воды, удержи­ ваемой силами молекулярного притяжения на поверхности поч­ венных частиц. ММВ определяется в основном гранулометриче­ ским составом почв. В глинистых почвах она может достигать 25—30%, в песчаных — не превышает 5—7%. Увеличение запа­ сов воды в почве сверх максимальной молекулярной влагоем­ кости сопровождается появлением подвижной капиллярной или даже гравитационной воды.

Максимальная молекулярная влагоемкость является важной почвенно-гидрологической характеристикой. Сопоставление фак­ тической влажности почвы с максимальной молекулярной влагоемкостью дает возможность установить присутствие в почве запаса доступной для растений воды (в случае превышения фактической влажности над ММВ) или отсутствие таковой (при примерном совпадении этих величин), поскольку при влаж­ ности, соответствующей ММВ, запасы доступной растениям воды в почве настолько малы, что они не могут удовлетворить потреб­ ность растений в ней.

Капиллярная влагоемкость (KB) — наибольшее количество капиллярно-подпертой воды, которое может удерживаться в слое почвы, находящемся в пределах капиллярной каймы. Опреде­ ляется она в основном скважностью почв и грунтов. Кроме того, она зависит и от того, на каком расстоянии слой насыщенной

1.17

влаги находится от зеркала грунтовых вод. Чем больше это расстояние, тем меньше КВ. При близком залегании грунтовых вод (1,5—2,0 м), когда капиллярная кайма смачивает толщу до поверхности, капиллярная влагоемкость наибольшая (для 1,5 м слоя среднесуглинистых почв 30—40%). KB не постоянна, так как находится в зависимости от уровня грунтовых вод.

Наименьшая влагоемкость (НВ) — наибольшее количество капиллярно-подвешенной влаги, которое может удержать почва после стекания избытка влаги при глубоком залегании грунтовых вод. Термину наименьшая влагоемкость соответствуют термины полевая влагоемкость (ПВ), общая влагоемкость (ОВ) и пре­ дельная полевая влагоемкость (ППВ). Последний термин осо­ бенно широко используется в агрономической практике и в мели­ орации; термин полевая влагоемкость широко распространен в иностранной литературе, особенно американской.

Наименьшая влагоемкость зависит главным образом от гра­ нулометрического состава почв, от их оструктуренности и плот­ ности (сложения). В почвах тяжелых по гранулометрическому составу, хорошо оструктуренных НВ почвы составляет 30—35, в почвах песчаных она не превышает 10—15%.

Наименьшая влагоемкость почв является очень важной гид­ рологической характеристикой почвы. С ней связано понятие о дефиците влаги в почве, по НВ рассчитываются поливные нормы.

Дефицит влаги в почве представляет собой величину, равную разности между наименьшей влагоемкостью и фактической влажностью почвы.

Оптимальной влажностью считается влажность почвы, со­ ставляющая 70—100% наименьшей влагоемкости.

Полная влагоемкость (ПВ) — наибольшее количество влаги, которое может содержаться в почве при условии заполнения ею всех пор, за исключением пор с защемленным воздухом, которые составляют, как правило, не более 5—8% от общей порозности. Следовательно, ПВ почвы численно соответствует порозности (скважности) почвы.

При влажности, равной ПВ, в почве содержатся максимально возможные количества всех видов воды: связанной (прочно и рыхло) и свободной (капиллярной и гравитационной). Можно сказать, что ПВ характеризует водовместимость почв. Поэтому эту величину называют также полной водовместимостью. Зависит она, как и наименьшая влагоемкость, не только от гранулометри­ ческого состава, но и от структурности и порозности почв. Пол­ ная влагоемкость колеблется в пределах 40—50%, в отдельных случаях она может возрасти до 80 или опуститься до 30%. Состояние полного насыщения водой характерно для горизонтов грунтовых вод.

6.3. Почвенно-гидрологические константы

Несмотря на то что разделение почвенной воды на категории (формы) условно и ни одна из них не обладает абсолютной

138

приближенно рассчитывают коэффициент завядания растений — нижнюю границу физиологически доступной для растений воды

Влажность устойчивого завядания, или влажность завяданич

(ВЗ), — влажность, при которой растения проявляют признаки устойчивого завядания, т е такого завядания, когда его призна­ ки не исчезают даже после помещения растения в благоприятные условия Численно ВЗ равна примерно 1,5 максимальной гигро скопичности Эту величину называют также коэффициентом завядания

Содержание воды в почве, соответствующее влажности завя дания, является нижним пределом доступной для растений влаги

139