ФИЗИЧЕСКИ СВЯЗАННАЯ (СОРБИРОВАННАЯ) ВОДА

КАТЕГОРИИ (ФОРМЫ) П0ЧВЕННОЙ ВЛАГИ

Вода, содержащаяся в почве, неоднородна, так как на нее действуют различные силы. Отдельным порциям воды присущи разные физические свойства (теплоемкость, плотность, химический состав, подвижность молекул и т. д.),что обусловлено неодинаковой прочностью связи молекул воды с твердой фазой почвы. Порции почвенной воды, имеющие близкие свойства, называют категориями, или формами, почвенной влаги.

К этой категории относят воду, удерживаемую на поверхности почвенных частиц сорбционными силами. Молекулы воды адсорбируются почвой как из парообразного, так и жидкого состояния.

Для процесса адсорбции воды важное значение имеет тот факт, что ее молекулы не являются энергетически нейтральными, а представляют собой диполи. Поэтому они могут взаимодействовать не только с поверхностью почвенных частиц, но и друг с другом, притягиваясь полюсами противоположного знака. В результате
этого все молекулы адсорбированной воды находятся в строго ориентированном положении. Наиболее прочно они удерживаются у поверхности почвенных частиц, а по мере удаления от нее прочность связи ослабевает. В связи с этим физически связанную воду подразделяют на прочносвязанную и рыхлосвязанную
(рис. 39).

Прочносвязанная вода. Это вода, сорбированная почвой из парообразного состояния. Она образует вокруг почвенных частиц тончайшие пленки, состоящие
тированных молекул воды. Прочносвязанная вода удерживается у поверхности почвенных частиц благодаря очень высокому давлению и по физическим свойствам приближается к твердым телам. Ее плотность достигает 1,5-1,8 г/см³, она неподвижна, не растворяет соли, недоступна растениям. В зависимости от адсорбционной способности почвы она замерзает при -10...-78°С.

Рыхлосвязанная (пленочная) вода. Сорбционные силы поверхности почвенных частиц не исчерпываются полностью за счет парообразной влаги. При контакте почвенных частиц с жидкой влагой происходит дополнительная адсорбция молекул воды, образующих вокруг них полимолекулярную пленку. Эта пленка может состоять из нескольких десятков и даже сотен рядов диполей, последовательно облегающих один другой. Рыхлосвязанная вода удерживается у поверхности почвенных частиц благодаря давлению 3-50×10⁵Па. Поэтому по сравнению с прочносвязанной водой степень ориентированности и фиксированности молекул пленочной воды значительно меньше, она постепенно убывает к периферии адсорбированной водной сферы.

Рыхлосвязанная вода способна передвигаться в жидкой форме от частиц с более мощными водными пленками к частицам, менее насыщенным влагой (рис. 40). Однако скорость ее передвижения очень маленькая - несколько десятков сантиметров в год. Рыхлосвязанная вода лишь частично доступна для растений, поэтому в продуктивном снабжении их влагой, как и в процессах миграции веществ, она играет второстепенную роль.

В некоторых случаях прочно- и рыхлосвязанная вода занимает значительный объем порового пространства, уменьшая внутренне сечение пор и капилляров на 20-40%. Впочвах и грунтах тяжелого гранулометрического состава с преимущественным развитием тонких капилляров физически связанная вода может целиком заполнять их, что приводит к водонепроницаемости.