Вода в ґрунті і ґрунтовий розчин[ред. • ред. Код]

Воді належить провідна роль у ґрунтоутворенні та родючості: у водному середовищі відбуваються процеси вивітрювання та новоутворення мінералів, хімічні реакції, гумусоутворення, перерозподіл речовин у ґрунтовому профілі; вода в ґрунті визначає в значній мірі тепловий баланс ґрунту та її температурний режим, забезпечує умови життя рослин. За О. А. Роде виділяють п’ять категорій (форм) ґрунтової води:

• Тверда вода — лід.

• Хімічно зв’язана вода (включає конституційну і кристалізаційну).

• Пароподібна вода.

• Фізично зв’язана, або сорбована, вода.

• Вільна вода, яка присутня в капілярній і гравітаційній формах. Капілярна вода утримується в ґрунті в порах малого діаметра — капілярах, під дією капілярних (меніскових) сил.

Вода в ґрунті присутня у формі ґрунтового розчину, що є його рідкою фазою. Ґрунтовий розчин включає воду, що містить розчинені солі, органо-мінеральні та органічні сполуки, гази та найтонші колоїдні золі. Ґрунтовий розчин служить безпосереднім джерелом живлення рослин.

• Склад ґрунтового розчину.

До найважливіших катіонів ґрунтового розчину відносяться: Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺, Н⁺; в сильно кислих ґрунтах можуть бути Al³⁺, Fe ³⁺, в заболочених — Fe²⁺.

Серед аніонів переважають: HCO ^-3, CO₃^-2, NO^-3, NO^-2, SO₄^-2, Cl^-, Н₂РО^-4, HPO₂^-4.

Для більшості ґрунтів характерний гідрокарбонатно-кальцієвий склад ґрунтових розчинів, в ґрунтових розчинах засолених ґрунтів переважна частка належить хлоридам і сульфатам магнію і натрію.

• Реакція ґрунтового розчину.

Наявність у ґрунтовому розчині вільних кислот і основ, кислих та основних солей визначають найважливішу для життєдіяльності рослин і процесів ґрунтоутворення властивість ґрунту — актуальну реакцію ґрунтового розчину. Реакція ґрунтового розчину визначається активністю вільних водневих (Н⁺) і гідроксильних (ОН^-) іонів і вимірюється величиною рН. У різних типах ґрунтів рН ґрунтового розчину коливається від 2,5 (кислі сульфатні ґрунти) до 6-7,5 в чорноземах і до 10-11 в лужних солонцях і содових солончаках.

• Осмотичний тиск ґрунтового розчину, що залежить від його концентрації і ступеня дисоціації розчинених речовин. Якщо він дорівнює осмотичного тиску клітинного соку рослин або вище його, то припиняється надходження води в рослину і вона гине. Найбільш високим осмотичним тиском ґрунтового розчину характеризуються засолені ґрунти.

Ґрунтове повітря і повітряно-фізичні властивості ґрунтів[ред. • ред. Код]

Повітряна фаза — найбільш мобільна складова частина ґрунтів, мінливість якої відображає біологічні та біохімічні процеси ґрунтотворення. Кількість і склад ґрунтового повітря істотно впливають на розвиток і функціонування рослин і мікроорганізмів, розчинність і міграцію хімічних сполук, інтенсивність і спрямованість ґрунтових процесів.

Ґрунтове повітря знаходяться в декількох фізичних станах: 1) власне ґрунтове повітря — вільне і защемлене, що знаходиться в порах ґрунту; 2) адсорбовані гази ґрунтовими частками на їхніх поверхнях; 3) розчинні гази в ґрунтовій воді.

Повітряно-фізичними властивостями ґрунтів називається сукупність ряду фізичних властивостей ґрунтів, що визначають стан і поведінку ґрунтового повітря в профілі. Найбільш важливими з них є повітроємність (загальна, капілярна і некапілярна або пористість аерації), повітровміст, повітропроникність, повітрообмін або аерація.

Відмінність ґрунтового повітря від атмосферного (наземного) пов’язана головним чином з процесами життєдіяльності мікроорганізмів, диханням коренів рослин і ґрунтової фауни, окислення органічної речовини ґрунтів. Відмінність тим більша, чим вищий енергетичний потенціал і біологічна активність ґрунтів або менший повітрообмін з атмосферним повітрям. Ґрунтове повітря містить макрогази — азот, кисень та діоксид вуглецю, оптимальні рівні концентрації якого коливаються в межах 0,3–3,0%. Серед мікрогазів, концентрації яких не перевищують 1•10^-9 –10^-12 %, є N₂О, NO₂, СО, вуглеводні (етилен, ацетилен,метан), водень, сірководень, аміак, тіоли, терпени, фосфін, спирти, ефіри, пари органічних і неорганічних кислот.