Вода является необходимым условием питания и развития растений. На образование одной весовой части органического вещества они в среднем расходуют около 400 частей воды. Поэтому создание благоприятного водного режима в почве составляет одну из важнейших задач агротехники.
Главнейшими из водных свойств почвы являются следующие: влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность, или капиллярность, и испаряющая способность.
Влагоемкость.
Под влагоемкостью разумеется способность почвы вмещать и удерживать то или иное количество воды.
Различают следующие виды влагоемкости: 1) полную, 2) капиллярную, 3) полевую и 4) максимальную гигроскопическую.
Полной влагоемкостью называется такое состояние влажности почвы, когда все поры последней полностью насыщены водой.
Оптимальной влажностью для большинства культурных растений условно принято считать влажность, приблизительно равную 50% полной влагоемкости данной почвы.
Капиллярная влагоемкость—количество воды, которое удерживается в почве в состоянии капиллярного насыщения при заполнении водой капиллярных пор.
Под полевой влагоемкостью разумеется количество воды, которое способно удерживаться в почве длительное время без стекания в нижние горизонты.
Максимальная гигроскопическая влагоемкость — количество влаги, которое сухая почва может поглотить из воздуха, почти полностью насыщенного парами (с относительной влажностью 94%).
Величина влагоемкости зависит главным образом от механического состава почвы и количества перегнойных веществ.
Влагоемкость почв глинистых и суглинистых выше, чем супесчаных и песчаных; при одном и том же механическом составе почвы, более богатые перегноем, обладают и большей влагоемкостью.
Всякая почва в зависимости от свойств и особенностей может удержать строго определенное количество воды.
Водопроницаемость.
Водопроницаемостью называется способность почвы проводить воду из верхних горизонтов в нижние. Эта способность зависит от механического состава, наличия перегнойных веществ и структурности. Наилучшей фильтрационной способностью обладают песчаные почвы, наихудшей — глинистые. Водопроницаемость почв структурных лучше, чем бесструктурных. Поэтому тяжелые, бесструктурные почвы в несколько раз улучшают фильтрационную способность после оструктуривания.
Водоподъемная способность, или капиллярность. Водоподъемной способностью, или капиллярностью, называется способность почв медленно втягивать в себя воду по капиллярным промежуткам под действием менисковых сил, т. е. сцепления воды с почвенными частицами.
Высота и скорость капиллярного поднятия воды зависит от ширины капилляров — чем меньше диаметр почвенных пор, тем выше поднятие, и наоборот, хотя в последнем случае оно происходит с большей скоростью.
Помимо механического, существенное влияние на водоподъемность почвы оказывает и ее структурный состав: почва с разрушенной, распыленной структурой обладает лучшей капиллярной способностью, чем почва структурная.
Большое значение в этом отношении имеет уплотненность; чем больше уплотнена почва, тем сильнее в ней проявляются капиллярные свойства, тем выше может подниматься в ней влага.
Для жизни сельскохозяйственных растений наиболее благоприятной является капиллярная вода, заключенная в капиллярных порах структурных комочков.
Испаряющая способность.
Значительная часть воды, тем или иным путем попавшей в почву, теряется через испарение, скорость которого зависит прежде всего от механического и структурного состава почв.
Почвы мелкоземистые, обладающие хорошей капиллярностью, испаряют воды больше, чем почвы крупноземистые, например песчаные. Почвы структурные в значительно меньшей степени теряют влагу, чем бесструктурные: наличие некапиллярных промежутков между отдельными комочками ослабляет водоподъемную способность в них.
Значительное влияние на испарение влаги почвой оказывают ветер, температура воздуха и степень его влажности; чем суше воздух и выше температура, тем сильнее испарение. Увеличение влажности воздуха и отсутствие ветра уменьшают потерю влаги почвой.
На величину испарения также влияет положение, или экспозиция, данного участка; так, например, южные склоны холмов сильнее испаряют влагу, чем северные.
Большое влияние на уменьшение испарения оказывает также наличие на поверхности почвы различного рода мертвого и живого покрова: опавшей листвы в лесу, травы в степи и т. д. Сильнейшими испарителями почвенной влаги являются сорные растения.
Гигроскопичность.
Гигроскопичностью называется способность почвы поглощать из воздуха парообразную влагу. Гигроскопичность зависит главным образом от характера механического состава почвы и количества содержащегося в ней перегноя. Чем богаче почва глинистыми частичками и перегноем, тем выше гигроскопичность, тем большее количество парообразной влаги поглотит такая почва из воздуха.
Гигроскопичность почвы не остается постоянной. Она в значительной степени изменяется в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха. При большей влажности воздуха почва способна поглотить большее количество паров; при сухом воздухе та же почва_ содержит меньшее количество гигроскопической влаги. При полном насыщении воздуха водяными парами гигроскопичность достигает предела — максимальной гигроскопичности.
Формы воды в почве.
Вода в почве может находиться в различных состояниях, имеющих неодинаковое значение для питания и развития растений.
Парообразная влага.
Парообразная вода проникает в верхние слои почвы вместе с воздухом или же образуется в почвенных промежутках в результате испарения капельно-жидкой влаги,, находящейся между почвенными частичками и агрегатами. В почве этот вид воды свободно передвигается из мест более влажных в места менее увлажненные- (при условии одной и той же температуры во всех слоях почвы), и из слоев с большей температурой в участки с меньшей температурой. Практическое значение парообразной почвенной влаги в земледелии ничтожно.
Гигроскопическая влага.
Часть воды, находящейся в воздухе в виде пара, поглощается поверхностью почвенных частичек, образуя гигроскопическую влагу. Количество гигроскопической влаги зависит от характера почвы, состояния температуры и влажности воздуха. Чем богаче почва перегнойными веществами, тем больше содержится в ней гигроскопической влаги, а также чем влажней воздух, тем больше воды адсорбируется почвой. При всех прочих равных условиях почва суглинистая и глинистая всегда будет содержать больше гигроскопической влаги, чем почва песчаная или супесчаная.
Гигроскопическая влага тончайшими пленками в несколько слоев молекул облекает отдельные частички почвы (рис. 8).
Водная пленка удерживается на поверхности почвенных частиц с большой силой, вследствие чего удалить ее можно лишь путем продолжительного нагревания почвы при температуре 105°. Будучи прочно удерживаемой на поверхности почвенных частичек, гигроскопическая влага для растений практически недоступна. Но опытами установлено, что растения начинают увядать значительно раньше, чем количество воды в почве снизится до величины гигроскопической влаги. Растения начинают увядать, когда количество воды в почве равно приблизительно двойной гигроскопической влажности.
То количество влаги в почве, при котором растения начинают устойчиво завядать, называют мертвым запасом, имея в виду, что эта вода не может быть использована растениями.
Пленочная вода.
На почвенных частичках поверх слоя гигроскопической влаги способны нарастать тончайшие водные слои, также удерживаемые силами молекулярного притяжения. Эта почвенная влага, расположенная несколькими одномолекулярными слоями сверх гигроскопической влаги и удерживаемая силами молекулярного притяжения почвенных частичек, называется пленочной.
Пленочная влага способна в силу осмоса и термоосмоса передвигаться в почве от частичек с более мощной пленкой к частичкам, обладающим меньшим слоем пленок или совсем их не имеющим, от участков более теплых к участкам более холодным.
Пленочная влага в свете новейших данных является частично доступной для растений.
Капиллярная влага.
Вода, заполняющая тончайшие почвенные поры, называется капиллярной влагой. Капиллярная влага находится в капельно-жидком виде и под влиянием менисковых сил передвигается в почве по самым различным направлениям. Высота капиллярного поднятия у различных почв неодинакова и зависит от величины капилляров. Так, например, в песчаных почвах капиллярное поднятие достигает 30—60 см, в лёссовидных суглинках — 3—4 м, иногда же, как показывают наблюдения в природной обстановке, капиллярное поднятие влаги в суглинистых и глинистых грунтах может достигать 6—7 м.
Капиллярная влага полностью доступна растениям.
Гравитационная вода.
Если почву, в которой все капиллярные поры уже заполнены влагой, продолжать увлажнять, то при этом будут заполняться водой некапиллярные промежутки. Эта влага, свободно передвигающаяся в почве и подчиненная в своем движении исключительно силе тяжести, носит название, гравитационной воды.
Гравитационная вода может передвигаться в почвенной толще только из верхних слоев вниз. Она вполне доступна для растений, но длительное наличие ее в почве является вредным, так как растения начинают страдать в этом случае от недостатка воздуха и пищи.
