Водопроницаемость почвы – это свойство почвы впитывать и пропускать через свой профиль поступающую с поверхности воду. При этом различают поглощение, впитывание воды почвой, когда вода заполняет поры и пустоты сухой почвы, передвигаясь от генетического горизонта к горизонту (первая стадия), и фильтрацию, когда свободная вода проходит сквозь толщу насыщенной влагой почвы под воздействием силы тяжести и градиента напора (вторая стадия). Водопроницаемость взаимосвязана с гранулометрическим составом и оструктуренностью почв. Например, песчаные и оструктуренные (с водопрочной зернисто-комковатой структурой) почвы тяжелого гранулометрического состава обладают высокой водопроницаемостью, в то время как слабооструктуренные (солонцеватые) суглинистые и глинистые почвы – низкой.

Таблица 1 Виды водопроницаемости

Почвы, обладающие высокой водопроницаемостью, не способны создать хороший запас влаги в корнеобитаемом слое, а характеризующиеся низкой водопроницаемостью переувлажняются, обусловливают стекание воды по поверхности почвы и развитие эрозии или застаивание воды на поверхности и вымокание посевов.

Свойство почвы обеспечивать восходящее передвижение содержащейся в ней воды под воздействием капиллярных сил называется водоподъемной способностью. Высота и скорость подъема зависят от гранулометрического состава, структуры и порозности почвы. Подъем воды по капиллярам наиболее интенсивен при диаметре пор 0,1-0,003 мм. Высота подъема воды по капиллярам колеблется от 0,5-0,8 м (в песчаных почвах) до 3-6 м (в суглинистых и глинистых).

Таблица 2 Высота подъема воды в зависимости от гранулометрического состава почвы

В песчаных почвах вода поднимается невысоко, но достаточно быстро, в глинистых - медленно. При разрывах в капиллярах, что характерно для структурных почв, передвижение капиллярной влаги затруднено. Боронование влажной почвы направлено на сохранение влаги в результате разрыва капилляров в поверхностном слое и снижения (или прекращения) испарения содержащейся в почвенном профиле воды.

Вода в почве подвергается одновременному воздействию сил различной природы (адсорбционных, осмотических, капиллярных, гравитационных), которые изменяют движение молекул воды и ее энергетическое состояние. Для того чтобы выразить суммарное влияние этих сил на энергетическое состояние воды в почве, используют понятие термодинамический (полный) потенциал почвенной воды.

Потенциал почвенной воды - мера потенциальной энергии воды в почве. Он выражает удельную потенциальную энергию воды в почве относительно энергии воды в исходном состоянии, т. е. это величина, выражающая способность воды в почве производить большую или меньшую работу по сравнению с чистой свободной водой. В почвоведении вместо понятия «потенциал почвенной воды» обычно используют понятие «давление почвенной воды», измеряемое в паскалях (Па). Эмпирически установлены зависимости между водопотреблением растений и давлением почвенной воды.

Давление почвенной воды при насыщении почвы влагой и отсутствии солей равно нулю. По мере высыхания почвы давление почвенной воды приобретает все большие (по абсолютной величине) отрицательные значения, а сама почва проявляет все большую способность поглощать воду при соприкосновении с ней. Эта способность поглощать воду получила название сосущей силы, а величина, характеризующая ее, - всасывающего давления почвы.

Всасывающее давление (сосущая сила) почвы – величина положительная, численно равная давлению почвенной воды. Оно может быть выражено в паскалях, атмосферах, барах или сантиметрах водяного столба. Всасывающее давление почвы выражают в pF, т. е. логарифмом числа сантиметров водяного столба.

Установлена четкая взаимосвязь между значениями pF, водно-физическими характеристиками и формами почвенной воды. А именно: максимально насыщенной водой почве (мокрой) соответствует значение pF, равное 0, сухой почве – 7, при влажности, равной максимальной гигроскопичности, pF равно 4,5; влажности завядания – 4,2; наименьшей влагоемкости – 2,7-3,0 (для почв тяжелого гранулометрического состава) и 2,3 - 2,0 (для почв легкого гранулометрического состава).

Следует подчеркнуть, что оценка физического состояния воды по потенциалу или по всасывающему давлению более точна, чем по абсолютному содержанию воды. Характеризующиеся одинаковыми pF почвы являются эквивалентно влажными, т. е. практически одинаковыми по содержанию определенных форм почвенной воды, их доступности растениям, несмотря на возможное различие в содержании количества воды в этих почвах.

5. Плодородие почв. Охарактеризуйте основные элементы и условия плодородия. Виды плодородия?

Плодородие - это способность почв обеспечивать рост и развитие растений. Оно является главным функциональным свойством почвы, которое обусловливается составом, свойствами и режимами почв. Измеряется плодородие почв продуктивностью фитоценозов и урожайностью сельскохозяйственных культур. Однако, продуктивность и урожайность зависят не только от почвенного плодородия, но и от других факторов жизни растений, которые можно разделить на космические (свет и тепло), атмосферные (количество и режим атмосферных осадков, перераспределение тепла, влажность воздуха, состав почвенного воздуха), литосферные (рельеф, грунтовые воды, почвообразующие породы), биосферные (фитоценоз, взаимоотношения в биоценозах) и антропогенные. Все перечисленные факторы влияют на растение непосредственно (интенсивность фотосинтеза, участие в питании, обеспечении влагой и др.) и через свойства почв и их плодородие, которое формируется под воздействием этих факторов. Продуктивность фитоценозов и урожайность культур могут быть низкими и высокими, соответственно и плодородие может быть низким и высоким, но прямой зависимости между ними нет в связи с действием других факторов на растение. Например, на очень плодородных почвах - черноземах в засушливые годы может быть очень низкий урожай. В этом случае проявляется действие погодного фактора. При анализе урожайности и продуктивности необходим комплексный подход с учетом всех факторов жизни растения.