СОСТОЯНИЕ ВОДЫ В ПОЧВЕ
ВОДНЫЕ СВОЙСТВА И ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Лекция 14
Почвоведение
Роль воды в почвообразовании исключительно велика и многообразна. С влажностью почвы функционально связаны многочисленные химические и физико-химические реакции, протекающие в ней, новообразование минералов и процесс гумусообразования благодаря нисходящему движению влаги осуществляется миграция подвижных в конкретных геохимических условиях продуктов почвообразования, что приводит к дифференциации почвенного профиля на генетические горизонты. Особенно ярко этот процесс выражен в почвах, формирующихся в условиях промывного типа водного режима (подзолистых, и др.). При воздействии на почву минерализованных грунтовых вод развиваются такие негативные процессы, как засоление и осолонцевание, существенно снижающие почвенное плодородие. Вода выступает и в качестве терморегулирующего фактора, в значительной степени определяя тепловой режим почв. С ее динамикой в почве тесно связаны воздушный и окислительно-восстановительный режимы. Наряду с этим вода является одним из важнейших факторов, способствующих выветриванию горных пород, подготавливающему минеральную основу для почвообразования.
От влажности почвы в огромной степени зависит напряженность биологических процессов, а также рост и развитие зеленых растений. Так, сельскохозяйственные культуры для создания 1 г сухого вещества потребляют до 1000 г воды. С водой в растения поступают элементы минерального питания. Растения нормально развиваются только при постоянном и достаточном количестве влаги в почве. Недостаток влаги в почве ведет к угнетению растений, вплоть до их гибели. Избыток влаги в почве также отрицательно сказывается на развитии растений и жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, поскольку при этом ухудшается воздушный режим почвы.
Вода в почву поступает с атмосферными осадками, из грунтовых вод, при орошении и в результате конденсации водяных паров, содержащих в воздухе. В почве вода находится в трех состояниях: твердом, жидком и парообразном.
Твердая вода (лёд) потенциальный источник жидкой и парообразной влаги, в которую дед превращается в результате таяния и испарения. Промерзание почвы может иметь сезонный или многолетний характер.
Разновидность твердой воды по физическому состоянию химически связанная вода. Она представлена ОН- группой, входящей в состав гидроксидов железа, алюминия, марганца; органических и органо-минеральных соединений; глинистых минералов, а также целыми молекулами воды кристаллогидратов солей (гипса — СаSО4 × 2H2O, мирабилита — Na2 SО4 × 10H2O, хлорида магния — МgCl2 × 6H2O и др.). Химически связанная вода входит в состав твердой фазы почвы. Она неподвижна, не имеет растворяющей способности и недоступна растениям. Такая вода играет важную роль в засоленных почвах. Например, в тяжелоглинистых загипсованных солончаках на долю химически связанной воды может приходиться до 25 % от массы почвы.
Парообразная вода содержится в почвенном воздухе порового пространства в виде водяного пара. Пары воды поступают в почву из атмосферы и постоянно образуются в самой почве при испарении жидкой воды. Поэтому относительная влажность почвенного воздуха всегда близка к 100% и даже небольшое понижение температуры почвы ведет к конденсации пара и переходу парообразной влаги в жидкую. При повышении температуры происходит обратный процесс.
Парообразная влага способна перемещаться в почвенном Профиле. Этот процесс осуществляется пассивно (с почвенным воздухом под влиянием изменения атмосферного давления, температуры и влажности) или активно (в результате диффузии от участков с высокой упругостью водяного пара к участкам с более низкой упругостью).
Жидкая вода—это особая, весьма активная система, в которой протекают многие физические и химические природные процессы. Жидкая вода состоит из рыхлоассоциированных молекул с ясно выраженными дипольными свойствами, что имеет большое значение для взаимодействия ее с твердой фазой почвы.
Вода — эффективный растворитель многих химических соединений и мощная транспортная система, благодаря которой происходит перемещение веществ в ландшафтах.