загрузка...
Экология  | Вода как экологический фактор
Экология

Вода в почве и значение ее для растений

Вода в почве и значение ее для растений

Вода в почве и ее подвижность

Почвенная вода является практически единственным источником для обеспечения всех потребностей в воде. Она содержится в порах почвы, на долю которых приходится 30—60% от общего объема почвы. Твердая фаза составляет соответственно 70—40% от объема почвы. Поры могут быть полностью заполнены водой. Однако чаще вода занимает лишь часть порового Пространства, а остальная часть заполнена воздухом, несколько отличающимся по своему составу от атмосферного и содержащим воду в парообразном состоянии. В этом случае говорят, что почва не насыщена водой. Принято различать следующие формы воды в почве (Ковда, 1973).

I. Парообразная вода всегда содержится в почвенном воздухе, который обычно насыщен парами воды до 100%, но при этом количество ее в почве крайне не велико и она практически не играет роли в снабжении растений.

II. Химически связанная вода (входящая в состав минералов почвы) и кристаллизационная вода также недоступны растениям.

Физически связанная вода. Вследствие своих физико-химических свойств молекулы воды легко и прочно сорбируются поверхностью почвенных дисперсных частиц, образуя пленку. Физически связанную воду подразделяют на прочносвязанную (гигроскопическую), когда она удерживается на поверхности частиц очень прочно и полностью недоступна для растений, и рыхло-связанную (пленочную) воду, которая способна передвигаться с незначительной скоростью, поэтому она ограниченно доступна для растений. Сосущая сила корней растений позволяет им всасывать воду, но запас пленочной влаги расходуется быстрее, чем он восстанавливается за счет передвижения к поглощающим воду корням.

Капиллярная вода удерживается в порах почвы капиллярно-менисковыми силами, которые тем выше, чем уже просвет капилляра; прочно удерживается она и сухими почвами. Свойство почвы вызывать капиллярный подъем влаги называется ее водоподъемной способностью. Капиллярная вода высокоподвижна, ее перемещение способно обеспечить пополнение запасов воды при интенсивном потреблении растениями (или при физическом испарении). Она свободно растворяет, и с нею перемещаются растворимые органические и минеральные соединения. Испарение капиллярной воды играет большую роль при образовании засоленных почв. Высота поднятия капиллярно-подпертой воды, образующей так называемую капиллярную кайму, т. е. слой влаги, поднятой над уровнем (зеркалом) грунтовых вод (см. ниже), зависит от механического состава и структуры почвы. В песках и супесях это поднятие не превышает 40— 60 см; в суглинках и глинах достигает 2—7 м. При расходовании капиллярно-подпертой воды (растением или испарением) ее запас пополняется за счет грунтовой воды. Если грунтовая вода поднимается, то уровень капиллярной каймы повышается и наоборот. Если связь капиллярной воды с грунтовой отсутствует, то образуется так называемая капиллярно-подвешенная вода. В естественных условиях при ее распределении по профилю почвы наблюдается постепенное уменьшение влажности с глубиной; скорость передвижения капиллярно-подвешенной: воды невелика.

Вода в почве и значение ее для растений

Подвижность и быстрота передвижения капиллярной воды в почве зависят от влажности почвы и других ее физических свойств. Если влажность почвы велика (при высоком стоянии грунтовых вод), то движение капиллярной воды происходит быстро; при понижении влажности скорость капиллярного передвижения раствора падает. Чем глинистее почва, тем она более способна передвигать капиллярную влагу на большие расстояния. Но в тяжелоглинистых почвах в мелких капиллярах вода удерживается более прочно и скорость передвижения капиллярной воды очень невелика. Интересно, что наибольшую скорость и высоту капиллярного поднятия влаги от зеркала грунтовых вод имеют лёссовидные суглинки и лёссы (Узбекистана, Прикаспийской низменности).

V. Свободная вода почвы способна к вертикальному перемещению под действием силы тяжести, она обладает высоким растворяющим эффектом, с ней передвигаются в растворенном состоянии соли и коллоидные растворы. Большое количество свободной воды вызывает избыточное увлажнение, заболачивание, развитие глеевых процессов. Свободную воду иногда подразделяют на гравитационную, грунтовую, поверхностно-связанную и в форме льда.

Гравитационная вода просачивается в нисходящем или боковом направлениях, может достигнуть зеркала; грунтовых вод и повысить их уровень.

Грунтовая вода образуется при заполнении всей скважности почвы свободной водой (при наличии ниже водонепроницаемого грунта) или при напоре глубинных подземных вод. Поверхность уровня грунтовых вод обычно повторяет рельеф поверхности почвы. При высоком уровне грунтовых вод или при высоком капиллярном поднятии могут развиваться анаэробные процессы, а в аридном климате при длительном испарении с поверхности в почвах накапливается большое количество солей. Наибольшую подвижность грунтовая вода имеет в песках и галечниках. В более низких местах зеркало грунтовой воды располагается близко к поверхности (1—1,5 м) и через капиллярную кайму она обеспечивает растения влагой; на водоразделах грунтовая вода располагается глубже (до 10—15 м) и почти не имеет значения для водоснабжения растений. Однако некоторые деревья с глубокой корневой системой используют грунтовые воды с глубин, до 20—30 м; но для большинства кустарников и деревьев грунтовые воды, залегающие глубже 10—12 м, недоступны. Некоторые культурные растения (свекла, хлопчатник, люцерна) могут использовать грунтовую воду с глубины 2—3 м.

загрузка...

Вода в почве и значение ее для растений

Большое значение имеет степень минерализации грунтовой воды: чем выше концентрация солей, тем менее доступна вода растениям. Оптимальной концентрацией Читается 0,5—3,0 г/л; высокие концентраций (12— 15 г/л) угнетают растения, и лишь галофиты способны использовать воду с концентрацией солей до 30—50 г/л. Таким образом, чем преснее грунтовая вода и чем выше ее уровень, тем больше она участвует в обеспечении растений влагой. Снижение уровня грунтовых вод может происходить в результате расхода на транспирацию сомкнутым растительным покровом; это обычно ведет к ослаблению процессов заболачивания, а в аридной зоне— засоления (например древесные насаждения вдоль оросительных каналов). Процессы засоления могут усилиться осенью, при значительном сокращении транепирации.

Поверхностная свободная вода стекает по уклону в том случае, если приток воды превышает скорость впитывания. Недоступной для растений свободной водой является вода в форме льда. Однако появление льда в почве в зимние периоды и особенно так называемая вечная мерзлота накладывают определенный отпечаток на водный режим почвы и характер растительного покрова. Огромная территория северо-востока европейской части и север азиатской части страны испытывают на себе влияние вечной мерзлоты.

  • Реклама