Водный баланс и свойства почвы, типы режима и пути его регулирования

Всем, кто занимается земледелием, рекомендуется уделять внимание водным свойствам почвы. Почвоведы отмечают важность вопросов поступления, движения и накопления влаги. С ними связаны особенности накопления, перемещения и вымывания органических веществ, которые являются продуктами почвообразовательных процессов. Под водным режимом понимают совокупность всех процессов попадания влаги в структуру грунта, ее состояние в почве и процесс расходования.

Категории почвенной воды, характеристика, доступность растениям

Вода в структуре земли имеет неоднородную структуру, а потому существенно отличается по физическим характеристикам.

Твердая

Эта форма воды представляет собой лед. Она считается потенциальным источником жидкой и парообразной влаги. Образование льда отличается сезонным или многолетним характером. При температуре больше 0 градусов он становится жидким или парообразным.

Химически связанная

Данная разновидность воды присутствует в составе минералов в форме гидроксильной группы или целых молекул. В первом случае влага называется конституциональной. Она удаляется из грунта с помощью прокаливания до 400-800 градусов. Вода, представленная в форме молекул, называется кристаллизационной. Ее удается удалить путем нагревания земли до 100-200 градусов.

Химически связанная вода считается важнейшим параметром, по которому можно понять состав почвы. Это вещество присутствует в составе твердой фазы земли и не относится к самостоятельным физическим телам. Состав не перемещается, не имеет характеристик растворителя и не доступен растениям.

Парообразная

Это вещество присутствует в почвенном воздухе и в порах в виде водяного пара. Парообразная влага способна перемещаться с током почвенного воздуха и зависит от влагоемкости грунта.

Хотя объем парообразной влаги составляет не больше 0,001 % массы грунта, она очень важна для правильного перераспределения почвенной влаги и помогает защитить корневые волоски культур от пересыхания. При конденсации пар трансформируется в жидкость.

Сорбированная

Это вещество формируется в результате сорбции парообразной и жидкой воды на поверхности твердых элементов грунта. Его также называют физически связанным. Такая вода делится на прочносвязанную и рыхлосвязанную. Эта градация базируется на прочности связи с твердой фазой земли.

Прочносвязанная или гигроскопическая вода формируется вследствие адсорбции молекул из парообразного состояния на поверхности почвы. Способность земли пропускать и сорбировать парообразную влагу называется гигроскопичностью. Прочносвязанная вода фиксируется на поверхности повышенным давлением. При этом на почвенных частицах формируется тонкая пленка.

Во время соприкосновения почвенных частиц с водой наблюдается ее дополнительное поглощение, и формируется рыхлосвязанная вода. Она не так прочно фиксируется и медленно передвигается от фрагментов с большей пленкой к частицам с меньшей.

Свободная

Эта вода располагается в активном слое грунта поверх рыхлосвязанной. Она не связана с почвенными фрагментами силами притяжения. Свободная вода в почве может быть капиллярной и гравитационной.

Посмотрите также

Особенности культурной вспашки, другие виды и способы обработки земли

Читать

Капиллярная

Этот тип влаги располагается в тонких капиллярах земли. Он перемещается под воздействием капиллярных сил, которые появляются на поверхности раздела всех фаз – твердой, жидкой и газообразной. Этот тип влаги считается самым доступным для растений.

Водные свойства почв

Грунты отличаются определенными свойствами и характеристиками. Это обязательно стоит учитывать огородникам.

Водоудерживающая способность

Под этим термином понимают способность грунта удерживать влагу, связанную с влиянием сорбционных и капиллярных сил. Максимальный объем воды, который может задерживать грунт определенными силами, именуют влагоемкостью.

В зависимости от формы, в которой находится влага, удерживаемая грунтом, выделяют полную, капиллярную, наименьшую и максимально-молекулярную влагоемкость.

Водопроницаемость почв

В это понятие входит способность земли поглощать и пропускать через себя воду. Выделяют 2 этапа водопроницаемости:

1. Впитывание – представляет собой поглощение воды грунтом и ее прохождение в ненасыщенной влагой почве.
2. Фильтрация – под этим термином понимают движение влаги в почве под воздействием силы тяжести и градиента напора при полноценном насыщении грунта влагой.

Водопроницаемость измеряют объемом воды, который протекает через определенную единицу площади грунта в единицу времени при напоре воды 5 сантиметров. Показатель постоянно меняется. Баланс водопроницаемости определяется гранулометрическим составом и химическими характеристиками грунта. Также на него влияют их структура, плотность, влажность.

Грунты тяжелого гранулометрического состава обладают более низкой водопроницаемостью по сравнению с легкими почвами. Наличие в составе земли натрия или магния, которые вызывают ее быстрое набухание, делает структуру почти водонепроницаемой.

Водоподъемная способность

Под этим термином понимают способность грунта провоцировать восходящее передвижение влаги, которая в нем содержится, за счет воздействия капиллярных сил. На высоту подъема влаги в грунте и темпы ее передвижения влияют гранулометрический и структурный составы почвы.

Также темпы подъема влаги определяются степенью минерализации грунтовых вод. Высокоминерализованные воды отличаются меньшей высотой и скоростью подъема. Но высокое расположение минерализованных вод увеличивает риск быстрого засоления грунта. Эта опасность возникает при их расположении на уровне 1-1,5 метра.

Типы водного режима почв

Водные режимы имеют самые разные виды, каждый из которых отличается определенными особенностями.

Мерзлотный

Этот водный режим распространен в условиях многолетней мерзлоты. При этом мерзлая часть почвы отличается водонепроницаемостью. Она представляет собой водоупор, над которым располагается надмерзлотная верховодка. Она приводит к насыщенности верхней части оттаявшего грунта водой. Такой режим регулирования наблюдается на протяжении периода вегетации.

Промывной

Согласно теории, этот режим наблюдается в регионах, в которых общее количество годовых осадков превышает их испаряемость. Весь почвенный профиль каждый год подвергается сквозному промачиванию до грунтовых вод и быстрому выщелачиванию продуктов почвообразования. Под воздействием промывного типа образуются красноземы, желтоземы, подзолистые грунты.

Посмотрите также

Основные мероприятия по защите почвы и как ее рационально использовать

Читать

Если наблюдается близкое расположение грунтовых вод, а почвы отличаются слабой водопроницаемостью, образуется болотный подтип водного режима. Это приводит к формированию болотных и подзолисто-болотных видов грунта.

Периодически промывной

Для этой разновидности характерна средняя сбалансированность осадков и испаряемости. При этом ограниченное промачивание грунта в сухие годы чередуется со сквозным промачиванием во влажные периоды.

Промывание земель избыточным количеством осадков происходит 1-2 раза в течение нескольких лет. Эта разновидность водного режима характерна для серых лесных грунтов, выщелоченных и оподзоленных черноземов. Почвы отличаются неустойчивой обеспеченностью влагой.

Непромывной

Этот режим отличается распределением осадков, в основном, в верхних слоях грунта. При этом он не достигает грунтовых вод. Обмен влагой осуществляется с помощью ее перемещения в виде пара. Этот тип водного режима характерен для степных типов грунта. К ним относятся каштановые, серо-бурые пустынные, бурые полупустынные почвы и черноземы.

В таких грунтах наблюдается уменьшение числа осадков и увеличение испаряемости. Для оценки водного режима разработан коэффициент увлажнения. В данном случае он снижается с 0,6 до 0,1.

Запасы воды, которые были накоплены в степном грунте в течение весны, активно тратятся на транспирацию и физическое испарение. К приходу осени они становятся очень низкими. В пустынных и полупустынных районах заниматься земледелием без орошения невозможно.

Выпотной

Этот режим засоленных почв характерен для степной, пустынной и полупустынной зон. Он отличается высоким залеганием грунтовых вод. Почвы, обладающие хорошей водопроницаемостью, характеризуются восходящими потоками влаги. При повышенной минерализации грунтовых вод в землю проникают легкорастворимые соли, что провоцирует ее засоление.

Ирригационный

Этот водный режим формируется при дополнительном увлажнении грунта оросительными водами. При правильном нормировании воды для полива удается получить непромывной тип с наибольшим коэффициентом увлажнения, близким к единице.

Как регулировать водный режим

Правильное регулирование водного режима имеет большое значение в условиях интенсивного земледелия. При этом важно применять особые приемы, которые направлены на устранение неблагоприятных факторов.

Чтобы добиться нужных результатов, важно стараться уравновешивать объем влаги, которая поступает в почву, с ее расходом на физическое испарение. Как следствие, коэффициент увлажнения должен быть максимально приближен к 1.

Регулирование водного режима осуществляют на базе учета климатических и почвенных условий. Большое значение имеет также потребность культур во влаге.

Чтобы улучшить водный режим слабодренированного грунта зон избыточного увлажнения, необходимо планировать поверхность и нивелировать разные типы понижений. Именно в этих местах наблюдаются застои влаги.

В почве с временным избыточным увлажнением требуется удалять лишнюю влагу. Для этого с осени рекомендуется делать гребни. Болотные почвы требуют осушительных мелиораций.

Водные свойства почвы имеют большое значение для успешного земледелия. Потому так важно ознакомиться с ними перед высадкой тех или иных растений.