21. Общие физические свойства почвы.

К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.

Плотность твердой фазы почвы — отношение массы ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при 4 °С. Ее величина определяется соотношением в почве компонентов органических и минеральных частей почвы.

Плотность почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Так же как и плотность твердой фазы ее выражают в г/см³. Плотность почвы зависит от минералогического и механического состава, структуры почвы и содержания органического вещества. Большое влияние на плотность оказывает обработка почвы и воздействие движущейся по поверхности почвы техники. Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем она постепенно уплотняется и через некоторое время ее плотность приходит в состояние

равновесной, т. е. мало изменяющейся (до следующей обработки). Верхние горизонты почв, содержащие больше органического вещества, лучше оструктуренные, подвергающиеся рыхлению при обработке, имеют более низкую плотность. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневых систем растений, интенсивность микробиологических процессов.

Пористость (или скважность) почвы — суммарный объем всех пор между

частицами твердой фазы почвы. Выражают в процентах от общего объема почвы и вычисляют по показателям плотности почвы (dυ) и плотности твердой фазы (d).

Пористость зависит от механического состава, структурности, деятельности почвенной фауны (черви, насекомые и др.), содержания органического вещества, в пахотных почвах от обработки и приемов окультуривания почвы.

Поры в почве образуются между отдельными механическими элементами, агрегатами и внутри агрегатов. Различают общую пористость, капиллярную и некапиллярную. Поры могут быть заполнены водой и воздухом. Поэтому также различают поры, занятые рыхлосвязанной водой, заполненные прочносвязанной водой и занятые воздухом (поры аэрации).

22. Категории, формы и виды воды в почве.

Формы, или категории воды в почве – это части воды, которые обладают одинаковыми свойствами.

Вода, содержащаяся в почве, может находиться в твердом, жидком и парообразном состоянии. По характеру состояния почвенную воду можно подразделить на: химически связанную, сорбционно-связанную, свободную.

На воду, находящуюся в почве, действуют силы различной природы: сорбционные, осмотические, капиллярные и гравитационные, поэтому почвенная влага может удерживаться с различной силой, она характеризуется неодинаковой подвижностью и может передвигаться в разных направлениях.

Выделяют следующие основные категории почвенной влаги, которые различаются между собой прочностью связи с твердой фазой почвы и степенью подвижности.

1. Химически связанная (кристаллизационная) вода входит в состав почвенных минералов, она занимает определенное место в их кристаллической решетке, поэтому эта категория воды называется еще кристаллизационной. Кристаллизационная влага отличается исключительно высокой прочностью связи и неподвижностью. Эта форма воды может быть удалена из минералов только при нагревании почвы до достаточно высоких температур, что приводит к полному или частичному разрушению минералов.

2. Сорбционно-связанная (прочносвязанная) почвенная влага весьма прочно удерживается адсорбционными силами и образует на поверхности почвенных частиц тонкую пленку толщиной в 2-3 молекулы. Может передвигаться лишь в парообразном состоянии.

а) Гигроскопическая вода. Парообразная вода, поглощенная почвой из

воздуха и прочно удерживаемая на поверхности твердых частиц называется гигроскопической. Она находится в равновесии с парообразной влагой атмосферы и характеризует влажность воздушно-сухой почвы. Удаляется гигроскопическая вода при длительном высушивании почвы при температуре 100-105⁰С. Именно таким образом и определяется количественное содержание гигроскопической воды в почве.

б) Максимальная гигроскопичность – наибольшее количество влаги, которое почва может сорбировать из воздуха при относительной влажности воздуха более 94%. в) Пленочная вода (рыхлосвязанная вода). Почва, насыщенная влагой до состояния максимальной гигроскопичности, при соприкосновении с жидкой водой (при наличии последней) имеет способность притягивать еще какое-то количество ее молекул. Эта вода, образующая внешнюю пленку сорбционно-связанной воды, получила название пленочной или рыхло связанной. Она имеет толщину в несколько десятков молекулярных диаметров и удерживается вокруг почвенной частицы силами последовательной ориентации диполей воды. Пленочная вода связана значительно менее прочно, чем гигроскопическая, она может перемещаться (хотя и очень медленно) под влиянием сорбционных сил от почвенных частиц с относительно толстой пленкой к частицам с более тонкой пленкой. Эго перемещение может осуществляться в любом направлении. 3. Свободная вода почвы подчиняется действию физико-механических законов. Она не связана силами притяжения с почвенными частицами, передвигается под действием капиллярных и гравитационных сил.

а) Капиллярная вода. Вода, передвигающаяся в тонких порах почвы под

действием капиллярных (менисковых) сил, называется капиллярной.

Капиллярные силы обусловливаются поверхностным натяжением воды.

б) Свободная (гравитационная) почвенная вода это вода, которая не удерживается почвенными капиллярами и перемещается вниз под действием силы тяжести. Выделяют гравитационную воду, просачивающуюся (фильтрующуюся) сверху вниз через почвенно-грунтовую толщу, и гравитационную воду, накапливающуюся над водонепроницаемым горизонтом в виде грунтовой воды.