Формы воды в почвах, их характеристика. Законы передвижения воды в почве и степень доступности для растений.
Доступность различных форм почвенной воды растениям является исключительно важной характеристикой, определяющей в значительной степени плодородие почв. Растения в процессе жизни потребляют очень большое количество воды, расходуя главную ее массу на транспирацию и лишь небольшую долю на создание биомассы.
1. Недоступная для растений. Это вся Прочносвязанная вода, составляющая в почве так называемый мертвый запас воды. Недоступность этой воды объясняется тем, что всасывающая сила корней намного меньше сил, которые удерживают эту воду на поверхности почвенных частиц, иначе говоря, всасывающего давления почвенной воды.
3. Труднодоступная вода лежит в пределах между влажностью завядания и влажностью разрыва капилляров. В этом интервале влажности растения могут существовать, но продуктивность их снижается.
4. Среднедоступная вода отвечает диапазону влажности от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости. В этом интервале вода обладает значительной подвижностью, и растения поэтому могут бесперебойно снабжаться ею.
Ответы
Ответ:
Формы воды в почвах:
гравитационная,капиллярная,сорбированная,парообразная,грунтовая, твердая,химически связанная и кристаллизационная.
Объяснение:
Гравитационная вода заполняет капиллярные поры между структурными — отдельностями, по которым она передвигается под влиянием силы тяжести. Капиллярная вода заполняет капиллярные поры, главным образом, внутри структурных отдельностей. Она может передвигаться в почве во всех направлениях.
Сорбированная вода удерживается на поверхности почвенных частиц сорбционными силами, то есть молекулы воды притягиваются к твердым частицам почвы и прочно удерживаются ими. Эту форму воды подразделяют на два вида: пленочную и гигроскопическую.
Пленочная вода окружает твердые частицы почвы в виде пленки, притягиваясь к ним под действием поверхностной энергии. Она передвигается только под влиянием молекулярных сил в разных направлениях, но всегда от более толстых пленок к тонким.
Гигроскопическая влага представляет собой молекулы водяного пара, удерживаемые поверхностным притяжением почвенных частиц подобно тому, как удерживается пленочная вода. Поэтому гигроскопическая влага не принимает участия в газовом давлении окружающей среды и не способна передвигаться. Для растений она недоступна, полностью удаляется при высушивании почвы в течение нескольких часов при температуре 100—105 °С.
Свободная парообразная влага входит в состав почвенного воздуха в виде отдельных молекул водяного пара и поэтому принимает участие в газовом давлении и передвигается из мест с большей упругостью пара в места с меньшей упругостью. Она недоступна для растений, но при переходе в капельно жидкую может усваиваться ими.
Грунтовая вода — это влага водоносного слоя почвы, лежащего ниже почвенной толщи, удерживаемая слоем водоупора. Использование грунтовой воды растениями возможно, но при близком залегании и поднятии до корнеобитаемого слоя.
Твердая вода (лед) — переход влаги из жидкого состояния в твердое происходит у свободных форм влаги при температуре ниже 0 °С.
Химически связанная и кристаллизационная вода входит в состав молекул минералов в виде ионов. Кристаллизационная вода находится в составе кристаллических веществ в виде молекул. Растениям эти формы воды недоступны.
Вода в почве может передвигаться, в основном, в двух состояниях:
• в виде жидкости;
• в виде пара,
Законом, описывающим движение в насыщенной почве, является закон Дарси. Удобнее всего этот закон пояснить на схеме опытов, которые проводил французский инженер-гидролог Анри Дарси.
Почвенная колонка, имеющая длину l и площадь поперечного сечения 5, проводит воду с некоторой скоростью, характеризуемой потоком влаги qw. Этот поток равен количеству воды Q, прошедшему через сечение почвы S в единицу времени t: qw = Q/S*t. Он будет иметь размерность [см/сут, или м/сут], т.е. [длина/время], так как величина Q имеет размерность объема, S - площади, их отношение -размерность длины. Эта размерность потока влаги физически представляет столб воды, выраженный в см (или в мм, или в м) водного слоя, который проходит через почву за единицу времени. Поэтому все потоки воды в почве имеют эту размерность, представляющую величину слоя воды в единицу времени. Анри Дарси, измеряя расходы воды, параметры почвенных образцов, а также высоту перепада воды в подающем и приемном сосудах (h1 - h2=Δh), впервые заметил, что при фильтрации воды соблюдается следующее соотношение:
q(w нижний индекс) = K(ф нижний индекс) * Δh/l
где К- коэффициент фильтрации, а отношение называется гидравлическим градиентом, т.е. отношением гидравлического напора Ah к длине колонки. Фактически гидравлический градиент - это потеря напора воды на единицу длины фильтрующей колонки.