2. Форми ґрунтової вологи і їх доступність для рослин.

Потрапивши на поверхню грунтів і вивітрених гірських порід, що володіють водопроникністю і водоутримуючою здатністю, вода стикається з мінеральними і органічними частинками і, взаємодіючи з ними, утворює різні форми вологи, що відрізнаються силами взаємодії і доступністю для рослин (див. мал. 16).

В перше існування різних форм вологи в грунтах було науково і експериментально доведено А.Ф.Лєбєдєвим. Пізніше вчення про форми вологи у грунті було розкрито іншими науковцями.

В даний час виділяють декілька форм вологи, в залежності від її фізичного і хімічного стану та сил, якими вони утримуються.

Хімічно-зв’язана волога. Вода, що входить у формі іонів до складу вторинних глинистих мінералів, чи та, яка утворює гідроксиди металів, називається конституційною. Вона може бути видалена при нагріванні до 150-300^оС. Якщо волога входить в структуру мінералу, тобто в його кристалічну решітку, то вона називається кристалізаційною, ця волога захоплюється мінералами при їх кристалізації і може бути видалена при нагріванні до температури 105-108^оС. Хімічно-зв’язана волога утримується іонними та молекулярними силами і не використовується рослинами (тобто для рослин вона не доступна).

Пароподібна форма вологи. Пароподібна волога знаходиться в ґрунтовому повітрі, що міститься між ґрунтовими частинками. Зазвичай ґрунтове повітря повністю насичене водяною парою. В пароподібній формі волога пересувається із теплих шарів ґрунту в холодні, де проходить її конденсація - згущення (вода переходить в рідку форму). Утворення конденсату пароподібної вологи також відбувається при остиганні поверхні ґрунту, наприклад вночі у піщаних

ґрунтах. Вдень волога, що конденсувалася, знову переходить в пароподібний стан. Такий же ж процес конденсації і наступного замерзання води проходить взимку. В літній період пароподібна волога може рухатись в глибокі горизонти ґрунту. Після конденсації частина її стає доступною для рослин. Однак великого значення в житті рослин ця форма вологи немає.

Гігроскопічна волога. Гігроскопічність – здатність дрібних частинок поглинати молекули вологи із повітря. Завдяки цьому тверда частинка покривається тонкою плівкою вологи. Ця форма вологи утримується молекулярними силами в 20*10³ – 50*10³ МПа. Гігроскопічна волога володіє особливими властивостями. Її густина біля 1,7 , вона не замерзає і не розчиняє солей. Кількість поглинутої вологи залежить від природи речовини, температури і кількості водяної пари, що знаходиться в ґрунтовому повітрі. Максимальна кількість вологи, яку може поглинути з повітря роздріблена речовина, визначається в ексікаторі над 10%-ним розчином сірчаної кислоти, який підтримує 94%-тнy вологість повітря. Визначена таким чином величина вологи називається максимальною гігроскопічністю. Гігроскопічна волога рослинам не доступна.

Плівкова волога. Ця форма вологи являється одною із самих поширених в природі форм води. При поступанні вологи в ґрунт перші її порції ідуть на збільшення товщини плівки води навкруги частинки і утримуються великими молекулярними силами, тому вона не доступна для рослин. Загальна кількість недоступної вологи дорівнює приблизно 1.5 максимальної гігроскопічності ґрунтів. При такій кількості вологи рослини виявляють ознаки в’янення. Нові порції вологи, що поступає в ґрунт, йдуть на подальшу побудову водної плівки і утримується меншими молекулярними силами. Ця частина вологи здатна рухатись від більш товстих до більш тонких плівок. Рух проходить повільно, і хоч волога доступна рослинам, її запас в ґрунті невеликий. Після насичення ґрунтів плівковою вологою нові порції води вже не можуть утримуватися молекулярними силами і утворюють капілярну форму вологи, яка поступає в капілярні проміжки.

Капілярна волога. Між частинками, що складають рихлі гірські породи і ґрунти, є дуже велика кількість проміжків. Пори ґрунту, величиною від 0.1 до 0,003 мм, утворюють густу систему капілярів. Чим менший розмір частинок, тим тонші капіляри в ґрунті. Капіляри здатні піднімати і утримувати вологу. Чим тонші капіляри, тим повільніше і вище піднімається в них волога. Якщо капіляри заповнити вологою зверху, то надлишок її стече, а частина, що залишилася, буде утримуватись в них.

По формі розрізняють капілярно-підперту вологу, якщо вода піднімається вверх від рівня ґрунтових вод, і капілярно-підвішену, якщо волога висить в верхньому шарі ґрунту, що спостерігається після випадання і просочування опадів. В піщаних відкладах капіляри дуже великі і вода повністю не заповнює проміжки між частинками, утворюється так звана стикова вода, що заповнює вузькі проміжки стиків між піщаними частинками. В структурних суглинистих ґрунтах капілярна вода знаходиться всередині грудочок і на їх стиках. В глинистих, мулуватих ґрунтах капіляри дуже тонкі (0.003 мм), вода через них не проходить, так як стінки капілярів заповнені гігроскопічною вологою. Капілярна волога рухома і являється основною формою, доступною для рослин.

Гравітаційна вода – це вода, яка рухається в грунті під дією сили тяжіння (сил гравітації), тобто під впливом власної ваги. Ця вода вільно просочується з верхніх горизонтів у нижні, нагромаджуючись у породі, або поповнює запаси ґрунтових вод. Гравітаційна волога знаходиться поза впливом капілярних сил, має високу розчинну здатність, доступна рослинам, але її рухомість дещо утруднює доступ для рослин.