Ґрунтознавство в системі природничих наук

Гравітаційна – це вода, що знаходиться у великих некапілярних порах ґрунту і опускається донизу під дією гравітації.

Капілярна вода міститься в капілярних порах ґрунту і рухається в них під дією меніскових сил. Розрізняють капілярно підвішену, капілярно підперту, стикову, внутрішньоагрегатну та інші форми води.

Пароподібна вода – це газоподібна вода у складі ґрунтового повітря.

Плівкова – це крапельно-рідка вода, адсорбована частинками ґрунту.

Гігроскопічна вода – газоподібна вода, адсорбована частинками ґрунту.

Тверда вода – це лід, який утворюється за від'ємних температур.

З перерахованих форм ґрунтової води доступними для рослин є підґрунтова, за умови неглибокого залягання, гравітаційна та капілярна, всі ж інші форми води є недоступні рослинам і називаються мертвим запасом.

Стан вологості ґрунту, за якого рослини в'януть, тобто наявна волога, недоступна рослинам, називають коефіцієнтом в'янення.

Ґрунти характеризуються певними водними властивостями, такими як водопроникність, водопіднімальна, випаровувальна та водоутримуюча здатності.

Водопроникністю називають здатність ґрунту пропускати за одиницю часу певну кількість води з верхніх у нижні горизонти. Процес водопроникності ділять на вбирання та фільтрацію. Вбирання проявляється за неповного насичення ґрунту вологою, тобто тоді, коли пори неповністю заповнені водою, а також включаються сорбційні та капілярні сили. Фільтрація виникає за максимального насичення ґрунту вологою. Вимірюють водопроникність висотою стовпа води, яка просочилась у ґрунт за певний час, і називається ця величина коефіцієнтом фільтрації.

Водопроникність ґрунту залежить від механічного складу і структури ґрунту. Піщані та структурні ґрунти швидше пропускають воду, ніж глинисті і безструктурні. На водопроникність впливає також кількість органічної речовини та колоїдів, які затримують велику кількість вологи.

Водопіднімальна здатність – здатність ґрунту піднімати воду капілярами з нижніх горизонтів у верхні. Швидкість і висота піднімання води залежить від діаметра пор, а значить, від механічного складу і структури ґрунту.

Вода у ґрунті піднімається тим вище, чим тонші капіляри, але швидкість руху води зменшується. Так, у глинистих ґрунтах вода в капілярах піднімається повільно, але на більшу висоту, в піщаних – швидше, але на меншу висоту.

У безструктурних ґрунтах, порівняно із структурними, вода швидше рухається капілярами і непродуктивно витрачається випаровуючись в атмосферу.

Випаровувальна здатність – це властивість ґрунту випаровувати воду. Власне випаровування – це перехід води в стан водяної пари, що зумовлює безпосередні втрати її з ґрунту. Цей процес залежить від таких факторів, як наявність енергії (тепла) для переходу води з рідкого стану в газоподібний, здатність повітря переносити водяну пару від випаровуючої поверхні, наявність води на випаровуючій поверхні.

Водоутримуюча здатність – це властивість ґрунту утримувати в собі воду. За умови високого вмісту води водоутримуюча здатність низька, а під час зменшення кількості води швидко зростає.

Кількість та доступність рослинам ґрунтової води характеризується вологоємністю ґрунту, яка визначається, як вміст води в ґрунті, виражений у відсотках від його маси або об'єму.

О. А. Роде виділив п'ять показників вмісту води в ґрунті: максимальну адсорбційну вологоємність, максимальну гігроскопічність, вологість стійкого в'янення рослин, найменшу, або польову, вологоємність і повну вологоємність.

Максимальна адсорбційна вологоємність – це максимальна кількість води, яку може утримати ґрунт за рахунок сил адсорбції. Ця вода недоступна для рослин.

Максимальна гігроскопічність характеризується максимальною здатністю ґрунту вбирати газоподібну вологу із повітря, відносна вологість якого не нижче 94%. Ця волога недоступна для рослин.

Вологість стійкого в'янення рослин – запас вологи, за якого спостерігається постійне в'янення рослин, яке не зникає і у вологій атмосфері. Відповідно, в ґрунті залишається тільки недоступна для рослин вода. Цю кількість води в ґрунті також називають коефіцієнтом в'янення.

Найменша, або польова, вологоємність (НВ) – відповідає такій кількості води, яка складається із всіх форм ґрунтової вологи, крім підґрунтової, гравітаційної та капілярно-підпертої. Це верхня межа доступної рослинам ґрунтової вологи після стікання гравітаційної води.

Повна вологоємність (ПВ) – найбільша кількість вологи, яку здатний утримувати ґрунт, коли всі пори (капілярні і некапілярні) заповнені водою і поглинальна здатність ґрунту повністю реалізована.

Таким чином, інтервал доступної рослинам вологи обмежується двома величинами – повною вологоємністю і вологістю стійкого в'янення. Оптимальною для більшості сільськогосподарських рослин є вологість ґрунту – 60% ПВ або 80% НВ.

Сукупність фізичних та фізико-хімічних явищ, що зумовлюють зміну кількості вологи в ґрунті та швидкості її пересування, називають водним режимом ґрунту. До водного режиму ґрунту належить надходження, вбирання та затримання ним води, її переміщення та витрачання, зміна її фізичного стану тощо.

Залежно від цих процесів виділяють різні типи водного режиму (за Г. Н. Висоцьким) : промивний, періодично промивний, непромивний, випітний, а також (за О. А. Роде) іригаційний і мерзлотний.

Промивний. Опадів випадає більше, ніж втрачає ґрунт, і вода, просочуючись донизу, промиває його горизонти. Цей тип водного режиму характерний для Поліської і Північно-Західної Лісостепової зон України.

Періодично промивний характерний для регіонів, де чергуються періоди повного промивання ґрунту із обмеженим промоканням. Характерний майже для всього Лісостепу України.

Непромивний тип поширений у районах, де випадає мало опадів, і між верхнім вологим