Водные (водно-физические) свойства почв:влагоемкость и ее виды, водопроницаемость, водоподемная способность.

Водно-физическим свойствам почвы называют совокупность свойств, определяющих поведение грунтовой воды в его толще. Наиболее важными водными свойствами являются: водоудерживающая способность почвы, ее влагоемкость, водоподъемная способность, потенциал почвенной воды, водопроницаемость.

Влагоемкость почвы — способность поглощать и удерживать определенное количество воды.

В зависимости от сил, удерживающих воду в почве, выделяют следующие виды влагоемкости: максимальную адсорбционную (МАВ), максимальную молекулярную (ММВ), капиллярную (KB), наименьшую (НВ), полное (ПВ).

МАВ — наибольшее количество воды, которая может быть удержана сорбционными силами на поверхности почвенных частиц, соответствует количеству плотно связанной воды, содержащейся в почве, приблизительно равна МГ.

ММВ — характеризует верхнюю границу содержания в почве пленочной воды. Зависит, в основном, от гранскладу грунта (глина — 25-30%, песок — 5-7%). Это важная гидрологическая константа, потому является нижней границей доступной для растений воды.

KB — наибольшее количество капиллярно-подпертой воды, которая может содержаться почвой, находящемся капиллярной каймы. Зависит от пористости почв и от высоты слоя насыщенного грунта над зеркалом грунтовых вод, поэтому KB не является константой.

НВ — максимальное количество капиллярно-подвешенной воды, которую может удержать почва после стекания избытка воды при глубоком залегании грунтовых вод. Зависит от гранскладу, структурности почвы (песчаные — 5-10%, супесчаные — 10-20%, суглинистые — 20-30%, глинистые — 30-45%). Это одна из важнейших гидрологических характеристик грунта, константа, верхний предел оптимального увлажнения.

ПВ — наибольшее количество влаги, которое может вместить грунт при полном заполнении всех пор, за исключением ущемленным, так ПВ примерно равна пористости почвы (в объемных процентах).

Водопроницаемость – способность почв впитывать и пропускать сквозь себя воду, поступающую с поверхности. Водопроницаемость может определяться временем, за которое вода проходит определенное расстояние по порам почвы сверху вниз. При поступлении воды в почву сначала происходит поглощение и прохождение ее от одного слоя к другому, ненасыщенного водой. Потом, когда почвенные поры полностью наполнятся водой, начинается ее фильтрация сквозь толщу почвы. Считается, что почва имеет хорошую водопроницаемость, если она пропускает за один час при напоре воды в 5 см и температуре 10°С от 70 до 100 мм воды. Чрезмерно высокая водопроницаемость обусловливает высокую фильтрацию воды за границы корнезаселенного слоя. И наоборот, чрезмерно низкая может привести к застаиванию воды на поверхности почвы, стоку ее по склону, смыву и размыву почвы. Песчаные и супесчаные почвы более проницаемые для воды, чем суглинистые и глинистые. Фильтрация почвы, т. е. нисходящее передвижениевлаги в почве или грунте при заполнении всех порводой Водоподъемная способность – способность почвы вызывать восходящее перемещение воды капиллярными силами. Они наиболее сильно проявляются в порах диаметром 0,1–0,003 мм; более мелкие поры заполнены связанной водой. Поэтому водоподъемная способность возрастает от песчаных почв к суглинистым и снижается в глинистых. Водоподъемная возможность может определяться временем, за которое вода проходит определенное расстояние снизу вверх (это способность выпаривания воды) или высотой поднятия воды. Максимальная высота поднятия воды над уровнем грунтовых вод для песчаных вод – 0,5–0,7 м, для суглинистых – 3–6 м. В структурных почвах капиллярная вода менее подвижна.Благодаря капиллярным процессам и водоподъемной способности почв грунтовые воды участвуют в дополнительном обеспечении растений водой, восстановительных процессах и др. Количество воды в почве и преобладающее направление движения ее в вегетационный период характеризует особенности водного режима. Он определяется водным балансом (приход + расход воды). Водный режим представляет собой совокупность явлений поступления влаги в почву, продвижения, расхода.

Структура,структурность почвы.Классификация структуры.Морфологические и агрономическое значение структуры.Факторы и условия структурообразования.Пути восстановления разрушенной структуры почв.В результате почвообразовательного процесса элементарные обособленные частицы почвы склеиваются в структурные отдельности (агрегаты, комки) разных размеров и формы.Структурностью называют способность почвы распадаться на агрегаты (комки).Почвенная структура — совокупность агрегатов различных размеров и формы.Хорошо окультуренная структурная почва при вспашке легко распадается на комковатые или зернисто-комковатые отдельности. Бесструктурные почвы представляют собой либо рассыпчатую массу (песчаные), либо, наоборот, однородно-плотную монолитную массу, распадающуюся при обработке на крупные глыбы. Структура почвы является одним из важнейших факторов её плодородия. В структурной почве создаются оптимальные условия водного, воздушного и теплового режимов, что в свою очередь, обуславливает развитие микробиологической деятельности, мобилизацию и доступность питательных веществ для растений.

Структурные агрегаты создаются под влиянием природных условий и хозяйственной деятельности человека. В зависимости от формы и размеров структурные отдельности подразделяют на роды, виды и типы, .Классификация структурных отдельностей почв (по С. А. Захарову)

Род	Вид	Размер, мм
	I тип: кубовидная структура
	Грани и ребра выражены плохо
Глыбистая	Крупноглыбистая	> 100
	Мелкоглыбистая	100...50
Комковатая	Крупнокомковатая	50...30
	Комковатая	30... 10
	Мелкокомковатая	10...0,5
	Пылеватая	< 0,5
	Грани и ребра выражены хорошо
Ореховатая	Крупноореховатая	> 10
	Ореховатая	10...7
	Мелкоореховатая	7...5
Зернистая	Крупнозернистая	5...3
	Зернистая	3...1
	Мелкозернистая	1,0...0,5
	II тип: призмовидная структура
	Грани и ребра выражены плохо
Столбовидная	Крупностолбовидная	> 50
	Столбовидная	50...30
	Мелкостолбовидная	< 30
	Грани и ребра выражены хорошо
Призматическая	Крупнопризматическая	> 50
	Призматическая	50...30
	Мелкопризматическая	30...10
	Карандашная (при длине отдельностей > 50 мм)	< 10
	III тип: плитовидная структура
Плитчатая	Сланцеватая	> 5
	Плитчатая	5...3
	Пластинчатая	3...1
	Листоватая	< 1
Чешуйчатая	Скорлуповатая	> 3
	Грубочешуйчатая	3...1
	Мелкочешуйчатая	< 1

Морфологическое знач-е структуры:Для различных типов и видов почв характерна определенная структура. Глыбистая структура наблюдается на неокультуренных почвах и всегда играет отрицательную роль. Глыбы мешают прорастанию семян, быстро высыхают, теряя продуктивную влагу. Комковатая структура характерна для пахотных и верхних горизонтов целинных почв; структурные отдельности неровные, неправильной формы, округлые, с шероховатой поверхностью. Ореховатую структуру имеют серые лесные почвы; агрегаты более-менее правильной формы, поверхность граней сравнительно ровная, ребра острые. Зернистая структура характерна для черноземов, пойменных и дерново-карбонатных почв; форма агрегатов почти правильная, иногда округлая, поверхность шероховатая.В процессе обработки разрушаются агрономически ценные агрегаты с образованием порошистой и пылеватой структуры. Чем больше пылеватость почв, тем ниже их плодородие. Такие почвы после дождя образуют корку. В южных районах почвы с пылеватой структурой подвергаются ветровой эрозии. Призматическая структура встречается в нижних горизонтах почв различных типов. Столбчатые агрегаты характерны для иллювиальных горизонтов солонцов. Во влажном состоянии этот горизонт набухает, а при высыхании происходят усадка почвы, уплотнение и образование столбчатых отдельностей, разделенных трещинами. На таких почвах корни растений развиваются слабо. Пластинчатая и плитчатая структуры характерны для подзолистых почв. Они образуются в местах контакта пахотного слоя и плужной подошвы.Все виды структуры, делящиеся на горизонтальные отдельности, отрицательно влияют на развитие растений, так как мешают проникновению воды и корней.Агрономическое значение структуры состоит в том, что она положительно влияет на следующие свойства и режимы почв: пористость и плотность сложения (общие физические свойства); связность, удельное сопротивление при обработке и коркообразование (физико - механические свойства); противоэрозионную устойчивость почв; а также на водный, воздушный, тепловой, окислительно - восстановительный, микробиологический и питательный режимы. При наличии агрономически ценной структуры почвы в ней создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами преобладают некапиллярные поры, а внутри агрегатов - капиллярные. Некапиллярные поры (поры аэрации) имеются также и внутри комка.Факторы и условия структурообразования: Процесс структурообразования заключается в том, что отдельные глинистые и пылеватые частицы под влиянием коллоидов образуют почвенные агрегаты. Особую роль в этом процессе играют органические коллоиды, то есть гумус, образованный в результате разложения растительных остатков. В структурообразовании участвуют и минеральные коллоиды при их взаимодействии с органическими коллоидами.Систематическое восстановление агрономически ценной структуры почвы достигается с помощью правильной обработки почвы, внесения органических удобрений, известкования кислых почв, гипсования солонцов, введения севооборотов с многолетними травами (клевер, люцерна, тимофеевка и др.).Образование структуры происходит под влиянием ряда факторов, которые можно объединить в следующие группы.Физические факторы. Образование структуры происходит в результате изменения давления под действием замораживания — оттаивания, увлажнения — высушивания, давления корневых систем растений.Физико-химические факторы. Главная роль в образовании водопрочных агрегатов принадлежит почвенным коллоидам, обладающим клеящей способностью. К ним относятся минеральные, органоминеральные и органические. Наиболее прочная структура формируется под воздействием гуматов кальция. Большая роль принадлежит алюмо- и железогумусовым и глинисто-гумусовым комплексам. Ряд ученых отмечает, что в образовании структуры ведущая роль принадлежит новообразованным гумусовым веществам и органоминеральным коллоидам, это подтверждается тем, что после механического разрушения структурных агрегатов структура не восстанавливается без поступления новых порций клеящих веществ.Химические факторы. В образовании структуры принимают участие химические реакции, в результате которых происходит образование труднорастворимых соединений (углекислый кальций, гидроокись железа и др.)Биологические факторы (корни растений, микроорганизмы, дождевые черви, насекомые). Им принадлежит одна из ведущих ролей в образовании и возобновлении структуры. Чем разветвленнее корневая система растений, тем сильнее проявляется их оструктуривающая роль. Непосредственно вблизи корней сосредоточена обильная микрофлора, продукты жизнедеятельности которой являются цементирующими веществами. Клеящей способностью обладают корневые выделения.Дождевые черви за тёплый период могут пропускать через кишечный тракт до 600 т/га почвенной массы, обогащая почву капролитами. Активное участие в структурообразовании принимает почвенная микрофауна: ногохвостки, мокрицы, термиты, муравьи и др. Их экскременты обладают клеящей способностью.Пути восстановления разрушенной структуры почв: Восстановление и сохранение структуры почвы при ее сельскохозяйственном использовании осуществляется агротехническими методами и путем введения в почву искусственных структурообразователей.К агротехническим методам улучшения структуры почв относятся: посев многолетних трав, обработка почвы в спелом состоянии, известкование кислых почв, гипсование солонцовых почв, внесение минеральных и особенно органических удобрений. Прочная структура образуется под воздействием как многолетних трав, так и однолетних культур: пшеницы, подсолнечника, кукурузы и др. Лен, картофель, овощные культуры, имеющие мало развитую корневую систему, оказывают небольшое структурообразующее действие на почву.Многолетние травы (особенно бобовые и их смеси со злаками) играют более важную роль в создании агрономически ценной структуры, чем однолетние культуры. Это объясняется тем, что многолетние травы образуют мощную и сильно разветвленную корневую систему. В их корневых остатках содержится значительное количество белков, углеводов и других соединений, благоприятных для жизнедеятельности микроорганизмов и образования гумусовых веществ. В корневых остатках однолетних культур к моменту их созревания содержится в основном клетчатка, малопригодная для гумусообразования.Искусственное оструктуривание почв осуществляется путем введения в них небольшого количества (0,001 % массы почвы) структурообразующих веществ, главным образом состоящих из производных акриловой, метакриловой и малеиновой кислот.