Физические свойства почвы

Капиллярная влага. Между частицами, слагающими рыхлые горные породы и почвы, имеется очень большое количество промежутков. Поры почвы, величиной от 0,1 до 0,003 мм, образуют густую разветвленную систему капилляров. Чем меньше размер частиц, тем тоньше капилляры в почве. Капилляры способны поднимать и удерживать влагу. Чем тоньше капилляры, тем медленнее и выше поднимается в них влага. Если капилляры заполнить влагой сверху, то избыток ее стечет а оставшаяся часть будет удерживаться в них.
По форме различают капиллярно-подпертую влагу, если вода поднимается вверх от уровня грунтовых вод, и капиллярно-подвешенную, если влага висит в верхнем слое почвы, что наблюдается после выпадения и просачивания осадков. В песчаных отложениях капилляры очень крупные и вода полностью не заполняет промежутки между частицами, образуется лишь так называемая стыковая вода, заполняющая узкие промежутки стыков между песчаными частицами. В структурных суглинистых почвах капиллярная вода находится внутри комочков и на их стыках. В глинистых, иловых почвах капилляры очень тонкие (менее 0,003), вода через них не проходит, так как стенки капилляров заняты гигроскопической влагой. Капиллярная влага подвижна и является основной формой, доступной для растений.
Водные свойства почвы. Влагоемкость — количество воды, характеризующее водоудерживающую способность. Она выражается в процентах массы почвы, а при учете объемной плотности — в мм для определенного слоя почвы. Влагоемкость, как правило, увеличивается при увеличении количества глинистых частиц в почве. Наибольшей влагоемкостью обладают органогенные горизонты — лесные подстилки и торф, удерживающие влагу в 5—20 раз больше своей массы.
Различают максимальную молекулярную, наименьшую, капиллярную и полную влагоемкость почвы.
Максимальная молекулярная, или максимальная адсорбционная, влагоемкость равна максимальной гигроскопичности почвы. Она зависит от механического состава почв. Чем больше илистых частиц содержит почва, тем выше максимальная гигроскопичность. У песков она колеблется в пределах 0,5—1,5%, у тяжелых суглинков достигает 8—10%.
С этой формой влагоемкости связана величина влажности устойчивого завядания растений (ВУЗ). Обычно ниже этой влажности вода в почве становится недоступной и растения гибнут. У песчаных почв ВУЗ колеблется в пределах 1—3%, у тяжелосуглинистых почв она около 20%.
Наименьшая, или полевая, влагоемкость соответствует капиллярно-подвешенной влаге, образующейся после стекания избытка влаги в глубь почвы при достаточно глубоком залегании грунтовых вод. Величина наименьшей влагоемкости зависит от механического, минералогического, химического состава почвы и ее объемной плотности. В песчаных почвах наименьшая влагоемкость равна 3—5%, в суглинистых и глинистых 18—23%, а в хорошо оструктуренных суглинистых почвах даже 35—38%.
Испарение капиллярно-подвешенной влаги может идти до определенного предела, пока почва не достигнет влажности разрыва капиллярных связей (ВРК). Обычно ВРК в хорошо оструктуренных почвах равна 90%, в плохо оструктуренных или микроагрегативных — 60—70% наименьшей влагоемкости. В песчаных почвах влага в жидком виде не передвигается к поверхности почвы.
При влажности почвы между ВРК и наименьшей влагоем-костью растения не испытывают недостатка во влаге.
Капиллярная влагоемкость — количество влаги, удерживаемое почвой в пределах капиллярной каймы. Количество удерживаемой влаги зависит от мощности почвенного профиля и высоты над уровнем «свободного зеркала воды». В предельных случаях она равна полной пористости почвы, т. е. колеблется от 26 до 40—45%. Капиллярная влагоемкость меньше в крупнозернистых песках и оструктуренных почвах.
Полная влагоемкость наблюдается при заполнении влагой всех пор почвы и равна общей пористости почвы.
Продуктивная влага — количество воды, доступное для растений. Водоподъемная способность — свойство почвы вызывать капиллярный подъем влаги от грунтовых вод, образуя капиллярную кайму. Если капиллярная кайма выходит на поверхность почв, то наблюдаются либо процессы заболачивания (на севере), либо засоления почв (на юге).
Водоподъемная способность зависит от механического состава. В песках капиллярная кайма имеет высоту до 0,7—0,8 м, в супесях до 1,0—1,5 м, в средних и тяжелых суглинках до 3—5 м. Водоподъемная способность для легких по механическому составу почв может быть вычислена по формуле. Водопроницаемость — способность почвы пропускать воду; измеряется количеством мм водного слоя в 1 мин (мм/мин). Зависит от механического состава, объемной плотности, водопрочности структуры и влажности и поэтому меняется во времени.
Различают две стадии процесса — впитывание и фильтрацию (просачивание). Впитывание происходит до тех пор, пока поры почвы не заполнятся водой, а фильтрация — после заполнения их и образования сплошного потока жидкости.