Właściwości wodne gleb

Część porów glebowych wypełnionych jest

roztworem

glebowym

(woda z rozpuszczonymi w niej substancją mineralną i
organiczną).

Źródłem wody w glebie są:
a) opady atmosferyczne
b) podsiąkanie z warstw głębszych
c) poziome przesiąkanie z różnych zbiorników

wodnych)

(rzeki, jeziora, kanały, itp.)
d) nieznaczna ilość w wyniku skraplania pary

wodnej

e) sztuczne nawodnienia

Biorąc pod uwagę dynamikę ruchu wody, siły

wiązania oraz bezpośrednio skorelowaną z nimi
przyswajalność dla roślin w glebie wyróżniamy:

-

wodę związaną chemicznie

-

w postaci stałej, krystalicznej (lodu)

-

w postaci pary wodnej

-

wodę związaną siłami molekularnymi

-

wodę higroskopową (ściśle związaną),

- wodę błonkowatą (luźno związaną)

-

wodę kapilarną

a)

wodę kapilarną przywierającą

- zawieszoną: kątową (pendularną, stykową),

sorpcyjnie zamkniętą, wewnątrzagregatową,
właściwą

- opadniętą
b) wodę kapilarną właściwą:
- zamkniętą
- wstępującą
- otwartą (funikularną)

- wodę grawitacyjną:
- przesiąkową (perkolacyjną)
- wolno przesiąkową
- szybko przesiąkową
- podpartą
- ściekającą
- stagnująca

-woda gruntowa (wolna)

Siły wiązania wody w glebie

Woda w glebie utrzymywana jest różnymi siłami.
Wielkość fizyczną określającą tą siłę nazywa się
potencjałem wody glebowej, lub
siłą ssącą gleby. Powszechnie przyjętym symbolem
wyrażania tej wielkości jest symbol pF

pF = log h

gdzie:
log - logarytm dziesiętny,
h - wysokość słupa wody (cm), którego
ciśnienie odpowiada sile ssącej gleby.

W zależności od sił wiążących wodę w glebie

wyróżnia

się trzy podstawowe formy wody glebowej:

woda grawitacyjna:

- zajmuje makropory (Ø > 8,5 µm),
- utrzymuje się w glebie siłami mniejszymi od 0,33 atm,
- porusza się głównie w makroporach na skutek sił
grawitacyjnych,
- powoduje wymywanie składników pokarmowych z
gleby, wykorzystywana jest przez rośliny podczas
- powolnego przemieszczania się w strefie
przykorzeniowej.

woda kapilarna:

-

zajmuje głównie mezopory (Ø 8,5 – 0,2 µm ),

-

utrzymywana jest w glebie siłami od 0,33 do 31
atm,

-

jest w większości dostępna dla roślin,

-

porusza się we wszystkich kierunkach,

-

tworzy głównie roztwór glebowy,

woda higroskopowa:

-

zajmuje głównie mikropory (Ø < 0,2 µm),

-

utrzymywana jest w glebie siłami od 31 do 10 000
atm,

-

wiązana jest głównie przez koloidy glebowe ( <
0.002 mm),

-

nie wykazuje właściwości cieczy i nie jest dostępna
dla roślin,

-

przemieszcza się w glebie w postaci pary.

Wynika stąd, że jedynie część wody

glebowej jest dostępna dla roślin. Rośliny
mogą korzystać jedynie z wody
utrzymywanej siłami

mniejszymi niż

wynosi siła ssąca ich systemów
korzeniowych.

Związek pomiędzy potencjałem wody

glebowej wyrażanej w jednostkach pF,
w jednostkach ciśnienia, średnicą
porów a jej zawartością określoną w
procentach wilgotności (% obj.)
przedstawia się w postaci

krzywej pF

inaczej nazywanej

krzywą sorpcji

wody.

W oparciu o krzywą pF można określić

wiele ważnych właściwości wodnych gleb, z

których do najważniejszych należą:

-

Maksymalna pojemność wodna (MPW)

– odpowiada

procentowi wody przy pF = 0 (całkowicie wysycenie

wodą- woda wypełnia makropory)

-

Polowa pojemność wodna (PPW)

– odpowiada

procentowi wody przy pF = 2,5 - często za dolną

granicę przyjmuje się wartość 2,0 jeśli woda

gruntowa znajduje się bardzo płytko ( np. w

torfach), bądź dla utworów I i II drugiej kategorii

agronomicznej ( bardzo lekkich i lekkich).

-

Kapilarna pojemności wodna (KPW

)- odpowiada

procentowi wody pomiędzy pF 2,5 – 4,2 w przedziale

tym wyróżnia się:

- granicę (wilgotność) wody produkcyjnej

(GWPr)

odpowiadającą wartości pF = 3,7
- wilgotność (punkt) trwałego więdnięcia roślin

(PTW

lub WTW) – odpowiada wartości pF = 4,2

4. Potencjalna retencja użyteczna (PRU) – odpowiada

procentowi wody przy pF 2,5 – 4,2

5. Efektywna retencja użyteczna (ERU) – odpowiada

procentowi wody przy pF 2,5 – 3,7

Porowatość różnicowa wyrażona w procentach

objętościowych makro, mezo i mikroporów glebowych

Z rolniczego punktu widzenia istotne jest jaki jest w danej

chwili zapas wody, z której rośliny mogą korzystać.

Wyraża to wzór:

Z = mm

gdzie:
W – wilgotność naturalna wyrażona w procentach

wagowych (%ww)

PTW – wilgotność trwałego więdnięcia roślin( przy pF =

4,2) wyrażona w procentach wagowych

( %ww )

- gęstość objętościowa gleby ( g*cm

-3

)

h – miąższość gleby (cm)
10 – współczynnik

10

*

*

)

(

h

PTW

W

o





o



Jeżeli gleba składa się z kilku warstw

o różnej wilgotności i różnej gęstości
objętościowej, wówczas całkowity
zapas wody w tej glebie jest sumą
zapasów obliczonych dla każdej
warstwy oddzielnie

Wilgotność gleby

Pod pojęciem wilgotności rozumie się wyrażoną w

procentach

wagowych (% ww ) lub objętościowych (% vv ) zawartość

wody w

glebie.
W związku z tym wyróżnia się:
1. Wilgotność wagowa bezwzględna (W

bzw

) – jako stosunek masy

wody ( ) do masy gleby suchej (Gs)

W

bzw

=

* 100(%)

2.

Wilgotność wagowa względna (W

wz

) – jako stosunek masy

wody

( ) do masy gleby wilgotnej (Gw)

W

wz

=

*100(%)

O

H

M

2

S

O

H

G

M

2

O

H

M

2

w

O

H

G

M

2

Wilgotność objętościową (W

o

) – jako stosunek objętości

wody

( ) do objętości ( V ) gleby, w której jest zawarta.

W

o

= * 100(%)

Związek pomiędzy wilgotnością wyrażoną w %

wagowych a

wilgotnością w % objętościowych obrazuje wzór:

W

o

= W

bzw

* ρ

o

przy czym ρ

o

jest to gęstość gleby suchej (g/cm

3

)

O

H

M

2

S

O

H

G

M

2