Silně vázaná sorpční vlhkost (5) je v přímém kontaktu s půdní částicí (4). Tato vlhkost je tak silně zadržována mezimolekulárními silami, že je pro rostliny téměř nepřístupná, protože ji kořeny nemohou absorbovat. Tato vlhkost, jak vědci předpokládají, neobsahuje ani rozpustné soli. Může se pohybovat pouze přechodem do stavu páry.
Ve velkých prostorech mezi částicemi půdy se také mohou vyskytovat bubliny „uvězněného“ vzduchu (6), tedy vzduchu, který je obtížné vytlačit, když je půda nasycená (obvykle lze úplného nasycení půdy vodou dosáhnout pouze v laboratoři podmínky, zvlhčení ve vakuu).To, co jste viděli na obrázku 5.3, je fragment prostoru mezi částicemi, které tvoří základnu, jinými slovy kostru půdy. Při vysychání může snadno vázaná vlhkost úplně zmizet, vlhkostní filmy se mohou ztenčovat, až úplně zmizí, a prostor mezi částicemi půdy se vyplní vzduchem. Většina půdotvorných hornin se přitom smršťuje, to znamená, že se stlačují do různě velkých bloků, mezi kterými se tvoří širší trhliny.
Tato kostra z částic půdotvorné horniny, zvlhčená vodou, obsahující vzduch, je „domovem“ všech půdních živých tvorů. V tomto „domě“, aby přestal být půdním substrátem a proměnil se v půdu, musí žít kořeny rostlin, houby, mikroorganismy, červi, hmyz, hlodavci a další okem viditelné i neviditelné živé organismy. Činnost živých organismů nejrozmanitějšího složení, které ryjí, vrtají, ohlodávají půdu, přemisťují a stahují rostlinné zbytky z jejího povrchu hluboko do půdy, požírají, tráví odumřelé kořeny a přispívají k nasycení půdní vrstvy organickými látkami a jejich produkty rozkladu, činí půdu porézní, a co je nejdůležitější – úrodnou!Činnost „obyvatel“ tohoto „domu“ pomáhá zlepšovat vodní vlastnosti půdotvorné horniny. To se projevuje tím, že „zalidnění“ půdy činí prakticky vodotěsné jílové vrstvy vysoce propustnými, lepí volné písčité vrstvy humusem, aby nebránily proudění vzduchu, a celkově je přizpůsobuje svým potřebám. O tom si můžete přečíst v nejzajímavější knize N.I. Kurdyumova – “Kniha o úrodnosti půdy”, a ještě se vrátíme k otázkám zásobování rostlin vodou.
Voda v půdě – vyzkoušejte, odeberte!
Výzkum určil sílu, s jakou se vlhkostní filmy různé tloušťky zadržují na půdních částicích.Abyste si jasněji představili, jak silně jsou různé kategorie půdní vlhkosti popsané výše zadržovány na půdních částicích, podívejte se na graf na obrázku 5.4. Tento obrázek ukazuje relativní dostupnost vlhkosti v závislosti na vzdálenosti jejích vrstev od půdní částice.
Úplně první vrstva vlhkosti v kontaktu s částicemi půdy je držena tlakem -2300 atm! Pátá vrstva je udržována při tlaku -40 atm. – (silně vázaná sorpční vlhkost), a teprve vrstvy po šesté (méně než -10 atm. – slabě vázaná filmová vlhkost) se stávají dobře přístupné rostlinám. Bylo zjištěno, že rostliny jsou schopny svými kořeny absorbovat vlhkost zadržovanou půdou s tlakem pod -14. -16 atm. A s vyššími hodnotami rostliny umírají „žízní“.Obrázek 5.4. Tlak vody ve vrstvách umístěných v různých vzdálenostech od půdních částic
Vysvětlíme si trochu „selsky“, jak by to mělo být chápáno. Představme si (nebo ještě lépe vyzvedneme) silně navlhčený kus půdy. Zkusme z něj vymačkat vodu řekněme tak, že ho zabalíme do hadru a zkusíme ho pořádně vymáčknout rukama. To může pomoci vytlačit trochu vlhkosti.
Nyní dáme zeminu pod lis a postupně ji více a více mačkáme. Čím méně vody v půdě zůstane, tím méně jí bude vytékat při dalším zvýšení tlaku. Nikdy se nám doma nepodaří vymačkat všechnu vodu z půdy nasucho, ať náš domácí lis namáháme sebevíc. To se vysvětluje tím, že čím méně vody zůstává v půdě, tím tenčí její filmy zůstávají kolem částic a tím pevněji přilnou k částicím půdy. Takže pro rostlinu, když je v půdě hodně vody, je snadné ji odnést kořeny, ale když je vody málo, je to čím dál těžší.V literatuře, než byly hodnoty tlaku různých kategorií vlhkosti stanoveny na základě její dostupnosti pro rostliny, byly obvykle označovány pojmy znázorněnými na obrázku 5.5, který také uvádí jejich číselnou hodnotu (v % objemu půdy). Uvádíme je, abyste pochopili, co znamenají ve fyzikálních jednotkách:
Tento obrázek ukazuje, jaká hodnota vlhkosti ve zlomcích objemu půdy odpovídá té či oné kategorii vlhkosti z hlediska dostupnosti pro rostliny pro různé substráty. Porovnejme důležité „konstanty“, které určují dobu požadované další zálivky – WZR – vlhkost zpomalující růst, která je na písčitých substrátech 5% a u lehkých jílovitých až 30%. Srovnání ukazuje, že tyto kategorie samy o sobě nelze správně interpretovat, aniž by bylo uvedeno, ke které konkrétní půdě se vztahují.
Nyní, když si připomeneme obrázky 5.3 a 5.4, je jasné, že pro rostlinu není důležitý objemový obsah vlhkosti v zóně obydlené kořeny (nebo ještě lépe v oblasti s dosahem kořenů!), ale její dostupnost!Obrázek 5.5. Hodnoty vlhkosti pro různé kategorie půdní vlhkosti v substrátech různého granulometrického složení. (Obrázek ukazuje:
- celková vlhkostní kapacita (MC) – půdní vlhkost, když jsou póry zcela zaplněny vodou;
- nejmenší („polní“) vlhkostní kapacita (NV nebo MPV) – vlhkost zadržená půdou údajně bez odtoku;
- růstová retardační vlhkost (GHR) (někdy se pro to používá ještě vágnější termín – kapilární rupturní vlhkost (CBR);
- vlhkost vadnoucí rostliny (WH) – vlhkost, pod kterou se rostlina po zálivce již nemůže vzpamatovat;
- maximální hygroskopická vlhkost (MH) – je stanovena za standardních laboratorních podmínek s prodlouženým nasycením vlhkostí nad roztokem kyseliny sírové, protože v přírodě je její hodnota vztažena k relativní vlhkosti vzduchu, která není konstantní.
Jak se voda pohybuje v půdě?
Jak byly studovány procesy pohybu vlhkosti v půdě, představy o vzorcích řídících tento proces se měnily. Nejprve si vědci představovali pohyb vlhkosti v půdě jako pohyb v kapilárách různých průměrů (obrázek 5.6).
Obrázek 5.6. Rovné kapiláry ve sklenici obarvené vody.
V tabulce 5.1 jsou uvedeny hodnoty výšky kapilárního stoupání v závislosti na poloměru kapiláry. Skutečný prostor mezi částicemi půdy však velmi vágně připomíná kapiláry, takže se vědci ve svých výpočtech pokusili nahradit kapiláry s hladkými stěnami korálkovými kapilárami (tj. trubicemi s periodicky se měnícími průměry).
Tabulka 5.1. Závislost výšky kapilárního vzestupu na poloměru kapiláry.
Poté se vědci pokusili popsat prostor mezi částicemi půdy jako systém dutin mezi kuličkami stejného průměru, ale různě zabalených (skládaných dohromady).
Poté, s vědomím skutečnosti, že jakýkoli půdní substrát má částice různých průměrů, jsme se pokusili odhadnout prostor s různým umístěním kuliček jiný průměr.
Nakonec vědci došli k závěru, že vzhledem k tomu, že částice substrátu tvořící půdu se liší nejen velikostí a konfigurací, ale také složením minerálů, které tvoří půdní substrát – pevná přírodní nebo umělá tělesa, která mají určité chemické a fyzikální vlastnosti a navíc jsou silně ovlivněny biochemickou aktivitou „populace“ půdy, rozhodli jsme se určit některé její průměrné vlastnosti nutné pro praktickou činnost.
Slavní vědci a inženýři udělali hodně pro pochopení vzorců pohybu vody v půdních substrátech. Francouzský inženýr Henri Darcy objevil zákon pohybu vody ve vodou nasycených substrátech. Blaise Pascal stanovil řadu zákonů hydrauliky, které vysvětlují mnoho jevů pohybu vlhkosti v půdě. Tím hlavním je zákon komunikujících nádob.
Jenže. půda, kde „žije“ mnoho různých tvorů, se pod vlivem jejich aktivit neustále mění. Je třeba říci, že samotné substráty, na kterých se půda vyvíjí, zejména jílovité a hlinité, mění svou propustnost pro vodu (půdní roztoky) jak stupněm nasycení vlhkostí (a tedy vzduchem), tak přítomností rozpuštěných solí. v tom, milionkrát nebo vícekrát (těžko omotat hlavu, ale je to tak!). To je způsobeno bobtnáním půdních minerálů a změnou jejich vlastností při kontaktu s ionty solí přítomnými v půdním roztoku.
To je tak zajímavé a rozsáhlé téma, že sto knih nestačí ani stručně popsat vše, co se děje pod našima nohama na našich půdách.
Jednoduše proto stručně vyjmenujeme síly, pod kterými se půdní roztoky pohybují, aby bylo jasné, o čem je řeč, když přejdeme k otázkám „zalévání“ rostlin vodou.Takže hlavní silou, díky níž na Zemi probíhá mnoho procesů, kvůli kterým jablko spadlo a zasáhlo Isaaca Newtona do hlavy, což ho přimělo přemýšlet o zákonu univerzální gravitace, je gravitace.
Veškerá volná (jak jsme si řekli výše, tedy nesouvisející s částicemi půdy) vlhkost se v půdě pohybuje pod vlivem této síly.
Volně vázaná voda v kapilárních pórech se pohybuje silami povrchového napětí a těsně vázaná vlhkost stéká (leze) z tlustých vrstev do tenkých, přičemž pro tyto kategorie vlhkosti nehraje gravitace vzhledem ke své relativní malosti téměř žádnou roli. Nejtěsněji vázaná vlhkost je prakticky nehybná a může se pohybovat až poté, co přejde do stavu páry.
Jak nás kontaktovat
Zpět na hlavní stránku.
Návrat k obsahu sekce
