ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ, величина, количественно характеризующая водоудерживающую способность почвы; способность почвы поглощать и удерживать в себе от стекания определенное количество влаги действием капиллярных и сорбционных сил. В зависимости от условий, удерживающих влагу в почве, различают несколько видов В. п.: максимальную адсорбционную, капиллярную, наименьшую и полную.

Максимальная адсорбционная ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ, связанная влага, сорбированная влага, ориентировочная влага - наибольшее количество прочно связанной воды, удерживаемое сорбционными силами. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы и выше содержание в ней гумуса, тем больше доля связанной, почти недоступной винограду и др. культурам влаги в почве.

Капиллярная ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ - максимальное количество влаги, удерживаемое в почвогрунте над уровнем грунтовых вод капиллярными (менисковыми) силами. Зависит от мощности слоя, в котором она определяется, и его удаленности от зеркала грунтовых вод. Чем больше мощность слоя и меньше его удаление от зеркала грунтовых вод, тем выше капиллярная В. п. При равном удалении от зеркала ее величина обусловлена общей и капиллярной пористостью, а также плотностью почвы. С капиллярной В. п. связана капиллярная кайма (слой подпертой влаги между уровнем грунтовых вод и верхней границей фронта смачивания почвы). В условиях достаточного тепла и пресных грунтовых вод допускается размещение винограда, особенно столовых сортов, при наличии капиллярной каймы в нижней части корнеобитаемого слоя. При засоленных грунтовых водах капиллярная кайма должна быть ниже корнеобитаемого слоя, чтобы не происходило его засоление, вредное для винограда. Капиллярная В. п. характеризует культурное состояние почвы. Чем почва менее оструктурена, тем больше в ней происходит капиллярный подъем влаги, ее физич. испарение и, зачастую, накопление в верхней части легкорастворимых, в т.ч. и вредных для винограда, солей.

Наименьшая ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ, полевая ВЛАГОЕМКОСТЬ ПОЧВЫ - количество воды, фактически удерживаемое почвой в природных условиях в состоянии равновесия, когда устранено испарение и дополнительный приток воды. Эта величина зависит от гранулометрич., минералогич. и химического состава почвы, ее плотности и пористости. Применяется при расчете поливных норм. Полная В. п., водовместимость почвы - содержание влаги в почве при условии полного заполнения всех пор водой. При полной В. п. влага, находившаяся в крупных промежутках между частицами почвы, непосредственно удерживается зеркалом воды или водоупорным слоем. Водовместимость почвы рассчитывается по ее общей пористости. Значение величины полной В. п. необходимо при подсчете способности водовпитывания без образования поверхностного стока, для определения способности водоотдачи почвы, высоты подъема грунтовых вод при обильных дождях или орошении виноградников.
Литература: Роде А. А. Основы учения о почвенной влаге. - Л., 1992-1969.
- Ч. 1-2; Почвоведение / Под ред. И. С. Кауричева. - 3-е изд., - Москва,
1982.

Изучение динамики доступных питательных веществ в почве должно» сочетаться с наблюдениями за растениями, за развитием микробиологических процессов и за водными свойствами почвы, с которыми пищевой режим находится в непосредственной связи.
Чаще всего при агрохимическом исследовании в полевых условиях приходится учитывать динамику изменения запасов воды, доступной для растений. Количество доступной воды в почве определяется по разности общего запаса воды и запаса недоступной влаги, о котором судят по влажности завядания или, с меньшей точностью, по максимальной гигроскопичности. Обычные приемы агротехники (удобрение, изменение структурности) влияют на влажность завядания незначительно; более резко отражаются на этой величине приемы землевания песчаных почв или пескования глин.
По величине предельной полевой влагоемкости судят о максимальных удерживаемых почвой запасах общей и полезной влаги, что необходимо знать для определения нормы полива, воздухосодержания и т. д. Изменение сложения почвы при обработках и изменение структуры почвы могут заметно отразиться на этой величине.
Для создания оптимальных условий роста растений в вегетационных опытах влажность почвы при поливах доводят до 60-70% от величины полной влагоемкости, или 70-80% капиллярной, или 100% наименьшей влагоемкости.
Предельная полевая влагоемкость отражает свойство почвы удерживать влагу в практически неподвижном состоянии после обильного увлажнения и просачивания всей избыточной воды под влиянием силы тяжести. Определение делается в природных условиях. При глубоких грунтовых водах предельная полевая влагоемкость показывает истинную наименьшую влагоемкость, а при близких грунтовых водах значительно превышает эту величину и может достигать величины капиллярной влагоемкости. Глубину грунтовых вод следует указывать при определении.
Руководство по почвенно-мелиоративным исследованиям рекомендует следующий порядок определения:
Выбирают ровную площадку, типичную для данного поля. Для защиты от растекания поливной воды площадку размером 2 м х 2 м снаружи окружают утрамбованным земляным валиком высотой до 20-30 см. В середине площадки устанавливается квадратная деревянная или железная рама 1 л х 1 м с высотой бортов 15-18 см, и граница ее очерчивается ножом вдоль внутренней стороны. Затем рама снимается, и ножом в почве прорезается углубление такой ширины, чтобы рама плотно входила в него на глубину 6-8 см. С внешней стороны вдоль рамы почва утрамбовывается полосой в 5-6 см. Если рамы нет, то внутренняя площадка окружается утрамбованным земляным валиком. Внутренняя площадка в 1 м2 является учетной, ее окружает защитная полоса, предохраняющая от растекания в стороны воды учетной площадки.
Вблизи площадки закладывается и описывается почвенный разрез, в стенке которого берут образцы почвы по генетическим горизонтам для определения влажности, объемного и удельного веса и вычисления скважности.
На площадку и защитную полосу нужно подать такой объем воды, который полностью насытит водой слой почвы мощностью 1 м. Для вычисления объема воды используют данные об имеющемся запасе воды в слое почвы и общей скважности этого слоя; рассчитанную норму полива увеличивают в полтора раза для гарантии лучшего промачивания.
Для степной зоны скважность почв глинистых и тяжелосуглинистых колеблется в пределах 45-50%, средних и легких суглинков - 40-45, супесчаных - 35-40 и песчаных 30-35%; по этим данным можно приближенно рассчитать объем воды, необходимый для залива площадки. Например, при общей скважности слоя 45% и запасе воды в 1-метровом слое 1500 м3/га для насыщения 1-метрового слоя почвы потребуется10000 1 45/100 -1500 = 3000 м3/га, или 300 л/м2.
Заготовив достаточный объем воды, начинают подачу воды на защитную полосу и на учетную площадку, подложив под струю воды лист фанеры или 10-сантиметровый слой соломы, во избежание размыва поверхности. Вначале высоту слоя воды над поверхностью почвы доводят до 2-3 см, а когда верхний слой почвы будет насыщен, увеличивают подачу воды и доводят слой воды до 5-6 см, который поддерживают до израсходования всей расчетной нормы. После впитывания воды делянку и защитную полосу покрывают слоем соломы, травы или другим материалом, уменьшающим испарение с поверхности, и придавливают его сверху слоем земли.
Просачивание излишней воды для первого метра на песчаных почвах обычно заканчивается через 1-2 суток, на суглинистых - через 3-5 суток и на глинистых - через 5-10 суток. На другой день по истечении этих сроков буром берут почвенные пробы в 4-5 местах площадки послойно через 10 см для определения влажности почвы. Через один-два дня взятие проб и определение влажности повторяют. Если влажность верхних горизонтов за это время понизилась, а нижних повысилась, то значит, что просачивание воды продолжается; в таком случае определение влажности необходимо повторить еще раз спустя один-два дня. Если влажность изменилась менее чем на 1%, определение влажности больше не повторяют и величину ее принимают за предельную полевую влагоемкость, хотя медленное передвижение воды будет продолжаться и далее.
Величина предельной полевой влагоемкости зависит от механического состава (изменяясь от 20% для супесчаной до 40% для тяжелосуглинистой почвы) и уменьшается с глубиной. Предельная влагоемкость суглинистой почвы зависит и от сложения; приемы обработки, изменение структурности, внесение извести также влияют на эту величину.
Вычисляют предельную полевую влагоемкость в процентах от объема, послойно, для каждого горизонта. Если предельная полевая влагоемкость составляет 70-80% от общей порозности, то это считается благоприятным для сельскохозяйственных культур; при 80-90% - посредственным, а свыше 90% - неудовлетворительным.

Капиллярная влагоемкость - способность почв и грунтов удерживать в своей толще максимально возможное количество капиллярной воды (без перехода ее в гравитационную форму), выраженное в весовых или объемных процентах или в кубических метрах на 1 га. Капиллярная влагоемкость, таким образом, представляет собой верхний предел водоудерживающей способности почв, обусловленный капиллярно-менисковыми силами. Поэтому и величина капиллярной влагоемкости (капиллярной водоудерживающей способности) в общем соответствует капиллярной скважности почв и грунтов. Поскольку граница и различия между капиллярной и некапиллярной скважностью в почвах условны и представлены рядом переходов, постольку и величина капиллярной влагоемкости несколько условна, она изменяется в зависимости от ряда факторов.
При близком залегании (1,5-2,0 м) уровня грунтовых вод, когда капиллярная кайма смачивает толщу почвы до поверхности, капиллярная влагоемкость почвы характеризуется наибольшими величинами, так как капиллярная влагоемкость в данном случае обусловлена суммарной всасывающей деятельностью менисков тонких и крупных пор и капилляров. В этом случае капиллярная влагоемкость соответствует максимально возможной величине содержания в почве капиллярно-подпертой воды. Наиболее точно величина капиллярной влагоемкости определяется в этом случае в поле путем установления послойной влажности от поверхности почвы до уровня грунтовых вод. Для 1,5-метрового слоя среднесуглинистых почв это соответствует 30-40 об.%, или около 4500- 6000 м3/гa.
В случае глубокого залегания уровня грунтовых вод капиллярная влагоемкость почвы связана только с работой сравнительно тонких пор и капилляров. В этом случае ее величина соответствует максимально возможному объему удержанной в почве капиллярно-подвешенной воды. Величина влагоемкости в случае капиллярно-подвешенной воды колеблется в зависимости от структуры и механического состава почв в пределах 20-35 об.%, что составляет для 1-метрового слоя 2000-3500 м3/га, а для 1,5-метрового - 3000-5250 м3/га.
Очень часто влагоемкость в отношении капиллярно-подвешенной воды называют наименьшей влагоемкостью (HB). Этот термин, введенный П.С. Коссовичем, основан на идее о том, что в почвах глубокого уровня грунтовых вод нет подпирающего влияния восходящей капиллярной каймы и пористая почвенная система удерживает то наименьшее количество влаги, которая остается после свободного оттока гравитационной воды.
Капиллярная влагоемкость может быть определена на монолите в лаборатории или в полевых условиях методом предварительного длительного увлажнения почвы таким объемом воды, который заведомо превышает водоудерживающую способность почвы. Переувлажненная почва оставляется на известное время защищенной от испарения. Гравитационной воде в течение нескольких дней предоставляется возможность свободно стечь из почвенных горизонтов. Затем определяется количество влаги, удержанной в почве. Эта величина и будет соответствовать капиллярной (подвешенной) влагоемкости (наименьшей влагоемкости) почвы. Капиллярная влагоемкость, определенная для полевых конкретных условий, называется полевой влагоемкостью (полевой предельной влагоемкостью, полевой водоудерживающей способностью) почвы.
Почва в естественных условиях залегания не может удержать капиллярной воды больше этого «предельного» количества. Возрастание влажности почвы сверх ее водоудерживающей способности вызывает образование гравитационной воды, стекающей в нисходящем направлении или питающей грунтовые воды.
Понятие «предельная полевая влагоемкость» (ППВ) почв является важной гидрологической характеристикой, широко используемой в практике водных мелиораций. Величина предельной полевой влагоемкости зависит от ряда факторов.
Почвы глинистого тяжелого механического состава имеют большую величину полевой влагоемкости - 3500-4000 м3/га для 1-метрового слоя, почвы легкого супесчаного и песчаного механического состава - 2000-2500 м3/га. Почвы с хорошо развитой комковато-зернистой структурой обычно имеют умеренные средние показатели полевой влагоемкости - 2500-3000 м3/га для 1-метрового слоя; бесструктурные почвы характеризуются более высокой величиной полевой влагоемкости. Ниже приводятся величины полевой влагоемкости почв различного механического состава в % от скважности:

M = П - м + к,

Из величин коэффициента водоотдачи видно, что при поступлении гравитационной воды интенсивность подъема уровня грунтовых вод возрастает тем больше, чем тяжелее механический состав грунта. Так, в глинах каждый миллиметр просочившейся и поступившей в грунтовые воды гравитационной, воды может повысить уровень грунтовой воды на 3-10 см, в суглинках - на 2-3 см, в песках значительно меньше - на 0,3-0,5 см.
Зная дефицит влажности до полевой влагоемкости, можно установить то количество свободной гравитационной воды, которое появляется в толще горизонтов почвы при ее увлажнении сверх водоудерживающей способности. Количество гравитационной воды, образующейся при этом в толще грунта, представляет собой разность между объемом поданной воды и объемом дефицита до полевой влагоемкости, что может быть показано следующим выражением:

В = М - (П - м),

Задание 2. Определить максимальную молекулярную (адсорбционную) влагоемкость методом А.Ф. Лебедева.

Максимальной молекулярной влагоемкостью (ММВ) называется наибольшее количество гигроскопической пленочной воды, удерживаемой частицами почвы за счет сил молекулярного притяжения.

Метод ее определения основан на удалении влаги сверх ММВ с помощью пресса.

Порядок проведения работы

Взять 10–15 г почвы, просеянной через сито d= 1мм (мелкозем), в фарфоровую чашку, смочить водой до полного насыщения и тщательно перемешать шпателем.

На лист фильтровальной бумаги, покрытой куском марли, положить металлическое кольцо с внутренним отверстием диаметром 4–5 см и равномерно намазать шпателем переувлажненную почву, заполнив отверстие кольца.

После снятия кольца на фильтровальной бумаге остается кружок почвы, равный толщине кольца. Этот кружок покрыть кусочком марли и переслоить сверху и снизу фильтровальной бумагой (в 20 листов).

Приготовленные таким образом кружочки почвы (5–6 штук) поместить между деревянными прокладками под пресс на 30 мин под давлением около 100 кг/см 2 . В результате в почве останется лишь молекулярная вода.

По окончании прессования кружок почвы быстро очистить от приставших волокон бумаги или марли и перенести во взвешенный стаканчик.

Стаканчик с почвой взвесить и просушить в термостате при температуре 100–105 ºС до постоянного веса.

Охлажденный после сушки стаканчик с почвой взвесить с точностью до 0,01 г.

ММВ вычислить по формуле:

где А – масса стакана с сырой почвой, г;

В – масса стакана с абсолютно сухой почвой, г;

С – масса пустого стакана.

Величина ММВ имеет те же зависимости от свойств почвы, что и максимальная гигроскопическая влажность. Она является постоянной для каждой почвы и содержит в себе весьма труднодоступную влагу для растений. ММВ составляет ориентировочно 7–9 % от массы почвы.

Задание 3. Определить капиллярную влагоемкость почвы (кв).

Капиллярная влагоемкость – максимально возможное содержание капиллярной воды в почве (без перехода ее в гравитационную). Она фактически определяет запасы так называемой продуктивной влаги и водные условия жизни растений. Ее величина зависит от механического и структурного составов почвы, содержания гумуса и состава солей.

Порядок проведения работы

Взвесить пустой цилиндр с сетчатым дном и вложенным в него кружочком фильтровальной бумаги с точностью до 0,1 г.

Наполнить цилиндр до половины объема воздушносухой почвой, уплотняя постукиванием о ладонь, и взвесить цилиндр с почвой.

Поставить цилиндр с почвой в ванночку с водой на фильтровальную бумагу так, чтобы вода была выше уровня дна цилиндра на 0,5 см.

После насыщения, когда поверхность почвы в цилиндре увлажнится, вынуть цилиндр из ванночки, промокнуть дно и взвесить.

КВ =
,

где КВ – капиллярную влагоемкость, %;

С – масса цилиндра с почвой после насыщения, г;

В – масса цилиндра с воздушно-сухой почвой, г;

А – масса пустого цилиндра, г.

Капиллярная влагоемкость, определенная в полевых условиях для конкретной разновидности почв при глубоких грунтовых водах, называется наименьшей влагоемкостью (НВ). Наименьшая влагоемкость характеризует максимальную водоудерживающую способность почвы при промачивании ее сверху. Величина наименьшей влагоемкости зависит от целого ряда характеристик почвы, главным из которых является механический и структурный составы и содержание гумуса.

Наименьшая влагоемкость имеет важное значение в орошаемом земледелии. По ее величине рассчитывают сроки поливов, поливные и промывные нормы, определяют водоотдачу, продуктивную влагу и т.д.

При увлажнении до наименьшей влагоемкости в почве содержится максимальное количество доступной для растений влаги, т.к. 55–75 % пор почвы заполнены водой.

Полная влагоемкость (ПВ) – это максимальное содержание воды в почве, равное объему всех пор, трещин и пустот. Она характеризует водовместимость почвы. Полную влагоемкость можно рассчитать по общей пористости почвы: ПВ = S, % от объема почвы и ПВ = , % от массы абсолютно сухой почвы, где S – общая пористость, % объема; d – объемная масса почвы, г/см 3 .

Данные водных свойств почв записать в табл. 1.