Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
РИС. 21. Внутриагрегатная капиллярно подвешенная влага [207]
1 — микроагрегаты пли механические
элементы;
2 — внутриагрегатная капиллярно подве-
шенная влага;
3 — поры, заполненные воздухом;
4 — мениски, удерживающие подвешенную
влагу
•)\ л л > 11 V > ' ч>Д > 1 / '' ’ ^ ¦
ф [ьЫ /)}»
РИС. 22. Соотношение между водой и воздухом при различной степени увлажнения почвы
1 — при полной влагоемкостп; 2 — при полевой влагоемкости; 3 — при влажности устойчивого завядання
в слишком тонких капиллярах вся вода находится в адсорбированном (прочносвязанном) состоянии и теряет подвижность, что мешает ее подъему. Максимально возможная высота поднятия капиллярной воды в естественных условиях достигает 5—6 м (в глинистых почвах). Однако такой уровень капиллярной влаги устанавливается редко. Обычно этот уровень не превышает 3—4 м, а для почв легкого механического состава и того меньше [218]. Эту воду называют капиллярно подпертой водой [214, 232].
Явление подтягивания воды по капиллярам из нижних горизонтов почвы используется в практике земледелия. В случае иссушения почвы в зоне заделки семян ее уплотняют специальными катками. В результате разрушенные рыхлением при посеве капилляры восстанавливаются, и вода подтягивается в зону прорастания семян. Удерживаемая капиллярная вода может ¦образовать в почве внутриагрегатную капиллярно подвешенную влагу [207] (рис. 21).
Существует еще одна категория влаги — сорбционно-замкнутая [232], которая находится в некапиллярных пространствах,
перекрытых перемычками или пробками из связанной воды. Она локализована в виде скоплений, удерживается сорбционными силами. Эта категория воды или недоступна для растений, или же частично доступна в зависимости от сил связывания с поверхностью пространств, в которых она находится.
Капиллярная вода составляет, во-первых, ту часть доступной для растений влаги, которая сконцентрирована в верхней части почвы и удерживается силами, сравнительно легко преодолеваемыми корнями, а во-вторых, влагу, образующую капиллярную кайму выше зеркала грунтовых вод; в случае проникновения корней в глубину такая вода становится доступной для растений.
Гравитационная вода (рис. 18, 22). Это одна из форм свободной воды, легко доступной для растений. Она содержится в некапиллярных пространствах, заполняя поры после дождя, полива, таяния снега. Передвигается под действием силы тяжести, легко стекает вниз. Задерживаться может только водоупорным (непроницаемым) слоем. Эта форма воды недолговременная: быстро стекает вниз. Если на пути просачивания гравитационной воды возникает водоупорный слой, то в результате накапливается определенный объем воды, называемой грунтовой.
Грунтовая вода является резервом доступной для растения влаги при неглубоком ее залегании: она пополняет капиллярную кайму почв в случае потери в ней воды (испарение, поглощение растениями). Поэтому пористость почв (суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы) имеет важное значение для накопления в почве доступной растениям влаги. Особенно важным при этом является оптимальное соотношение капиллярных и некапиллярных пространств в почвенных горизонтах. Этим условиям соответствует твердая фаза черноземных почв, особенно целинных, с неразрушенной естественной зернистой (мелкозернистой) структурой, обусловливающей наличие капилляров в структурных агрегатах и некапиллярных пространств между ними.
Гравитационная вода находится в конкурентных отношениях с аэрацией почв: она вытесняет почвенный воздух из некапиллярных пространств (см. рис. 22) и тем самым ухудшает воздушный режим почвы, особенно в бесструктурных почвах, что негативно влияет на ряд почвенных процессов и особенно на жизнедеятельность корневой системы. Однако избыточное количество гравитационной воды вредно сказывается не на всех растениях. Болотные растения и ряд сельскохозяйственных, например рис, активно функционируют и при избытке воды, даже при затоплении территории.
Парообразная влага. Представлена в почве в форме водяного пара и передвигается по градиенту абсолютной упругости пара; может также пассивно передвигаться с током воздуха. Содержание в почве парообразной влаги зависит от ряда фак-
торов, в первую очередь от влажности, скважности и температуры почвенной среды. Эта форма почвенной влаги имеет некоторое значение в водоснабжении растений, так как парообразная влага при определенных температуре и давлении может конденсироваться и дополнять содержание в почве свободной или пленочной воды.
Твердая влага. Эта форма воды присутствует в почве при ¦снижении температуры до 0° и ниже. Она неподвижна и недоступна для растений, но является резервом доступной влаги, которая возникает после таяния льда.
ПОЧВЕННО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ (ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ)
А. А. Роде [232], рассматривая категории и формы почвенной влаги, охарактеризовал их пределы (границы) почвенногидрологическими константами. Их можно представить как точки на шкале влажности почвы, при которой изменения подвижности воды соответствуют изменениям ее качественного состояния. Эти состояния почвенной влаги характеризуют ее доступность для растений. Следовательно, почвенно-гидрологические константы имеют и агрономический смысл. Их называют еще влагоемкостью. Выделено пять таких констант, измеряемых содержанием воды в почве, выраженной в процентах от ее веса и объема.
