Предельно полевая влагоемкость

Наибольшее количество воды, которое может вместить почва при заполнении всех ее пор, называется предельно полевой влагоемкостью. Ее можно определить исходя из общей скважности почвы. Если ее выражают в процентах от массы абсолютно сухой почвы, то используют формулу:

П

ППВ = ------------ , (39)

у

где ППВ – предельно полевая влагоемкость, %;

П - общая скважность или пористость, %;

у - удельная масса твердой фазы почвы, г/см³.

Если предельно полевую влагоемкость выражают в процентах от объема почвы, то ППВ = П.

Обобщая сказанное, отметим, что продуктивная влага в почве находится в интервале ВУЗ - НВ, а наиболее благоприятная, легкодоступная растению влага - между ВРК и НВ.

К водным свойствами почвы относятся также водопроницаемость и водоподъемная способность. Способность почвы воспринимать и пропускать через себя воду называется водопроницаемостью. Она слагается из впитывания и фильтрации.

Поступление воды в почву при наличии свободных пор принято называть впитыванием, а при полном насыщении ее - фильтрацией. Водопроницаемость зависит от механического состава почвы, структурности, плотности сложения, влажности почвы, пористости. Она динамична во времени, так как связана с колебанием влажности почвы, различной набухаемостью почвенных коллоидов, изменением структурного состояния.

Степень использования атмосферных осадков растениями в большей мере определяется водопроницаемостью и водоудерживающей способностью.

Водопроницаемость почвы в полевых условиях наиболее часто определяют методом заливки площадок. Для этого врезают в почву на глубину 5-10 см внешнюю раму (металлическую или деревянную) размером 50 х 50 см и высотой 20-25 см, а затем внутреннюю размером 25 х 25 см (рис. 12)

Рис.12. Определение водопроницаемости почвы методом рам

Почву вдоль стенок обеих рам уплотняют, а внутри каждой рамы устанавливают линейку для контроля уровня воды. Одновременно наливают воду в обе рамы слоем 5 см. По мере впитывания уровень воды поддерживается путем периодического подлива.

Учет просочившейся за определенный интервал времени воды ведут по количеству подливаемой воды. Первый учет проводят через 2 минуты после начала наблюдений, затем через 3, далее через 5-10 мин. В дальнейшем интервал увеличивают до 30-60 минут. Наблюдение ведут до более или менее постоянной скорости впитывания, на неорошаемых участках 3 часа, на орошаемых - 6 часов.

Водопроницаемость вычисляют для каждого интервала времени по формуле:

10Q

V = -----------, (40)

ST

где V - водопроницаемость почвы, мм/мин;

Q - количество впитавшейся воды, см;

S - площадь учетной рамы, см²;

Т - время отсчета, мин.

Пересчет результатов для температуры воды 10^оС проводят по формуле:

V₁

V₁₀ = ---------------------, (41)

0,7 + (0,63t)

где V₁₀ - водопроницаемость при температуре воды 10^оС;

V₁ - водопроницаемость при температуре воды t^оС;

t - температура воды в момент определения, град.

Для оценки водопроницаемости почвы используют шкалу, предложенную И.А.Качинским. Если почва пропускает за час более 1000 мм воды при напоре 5 см и температуре 10ºС, водопроницаемость считается провальной, от 1000 до 500 - излишне высокой, от 500 до 100 - наилучшей, от 100 до 70 - хорошей, от 70 до 30 - удовлетворительной, менее 50 мм - неудовлетворительной.

Свойство почвы вызывать восходящее передвижение содержащейся в ней влаги за счет капиллярных сил называется водоподъемной способностью. Она зависит от механического состава почвы, пористости, структурного состояния, диаметра капилляров. Максимальная высота капиллярного подъема для песчаных почв равна 0,5-0,7 м, для суглинистых 3-6 м [14].

Высота поднятия воды в капиллярных порах прямо пропорциональна величине поверхностного натяжения и обратно пропорциональна радиусу капиллярных пор, плотности жидкости и ускорению силы тяжести (формула Жюрена):

2а

Н = --------- , (42)

rgd

где Н - высота капиллярного поднятия воды, см;

а - величина поверхностного натяжения воды - 74 дины/см;

r - радиус капиллярных пор, см;

d- плотность воды - 1 г/см³.

g – ускорение силы тяжести – 9,8х10 ² см/сек²

Подставляя в формулу известные значения получим:

0,15

Н = --------- . (43)

r

Из формулы вытекает, что скорость подъема воды зависит от радиуса капилляров и вязкости воды, обуславливаемой ее температурой. Если высота капиллярного подъема с уменьшением радиуса возрастает, то скорость подъема, наоборот, уменьшается. С увеличением температуры воды скорость и высота подъема воды возрастают, и наоборот.

Установлено, что при влажности почвы меньше 60% НВ (близкой к ВРК) капиллярное поднятие воды прекращается.

Наибольшая высота капиллярного поднятия воды отмечена в глинистых почвах и составила 8 м (14).

Практическое значение высоты и особенно быстроты капиллярного поднятия влаги в почве двоякое. В предпосевной период, когда высокие температурные условия сочетаются с усиленным ветровым режимом, быстрое передвижение влаги по капиллярам из нижних слоев в верхние обуславливает интенсивное испарение и непроизводительные потери почвенной влаги. В период вегетации растений, особенно в начальные фазы роста и развития их, когда корневая система еще слабая, капиллярное передвижение влаги в прикорневую зону имеет положительное значение.