О, друзья! Мы с вами вспомнили, что такое кислоты и щёлочи, что такое рН.
Мы с вами примерно поняли, что такое почва - в смысле её строения.
Но кое-что мы забыли! Воду. Без воды, сами понимаете, не туды и не сюды никуда. Потому что в воде же все реакции у нас идут. И вода всё растворяет. И переносит. И разрушает.
И всё определяется в водных же растворах. Вот, например, кислотность та же. Мы же не сухую почву на язык насыпаем. Мы делаем из почвы болтушку, она там стоит, оседает - а потом мы эту жижку проверяем лакмусовой бумажкой или рН-метром.
То есть в почве есть сухая часть, а есть жидкая. Но не была бы почва почвой, если бы было там всё просто!
У меня в студенчестве книжка такая была, называлась "Почвенная влага".
Вода в почве
Кратко вот что я вам расскажу. Вода в почве - это не вода в стакане. Потому что почвенный профиль - это сложная физическая система, миллиард миллионов частиц, пор и полостей на каждый сантиметр. При этом почвенные минеральные частицы имеют разные размеры, форму и химический состав. И взаимодействуют с молекулами воды на разных уровнях! А ещё же там всё порастворялось, в этой воде. Поэтому это не чистая вода, а разные ионы, к которым вода, как вы помните, прилипает. Это почвенный раствор.
А когда он взаимодействует в почвенными частицами, то свойства воды волшебным образом меняются! И в итоге получается такая опять же невероятно сложная физическо-химическая система, которую зовут почвенная влага.
Ну, к воде!
Вода в почве бывает в трёх видах. Даже в четырёх! Нет, в пяти. Вот.
Связанная вода
Эти взаимодействия происходят на уровне молекул! Микроскопические частицы почвы так взаимодействуют с молекулами воды, что те буквально приклеиваются к их поверхности! Это - связанная вода. Вода, которая уже и не вода вовсе. Силы, которые "привязывают" молекулы, называются Ван-дер-Ваальсовы силы. Они сильно уменьшаются по мере удаления от частицы (обратно пропорционально расстоянию в кубе), но на самой частице они очень круты! Они изменяют воду до неузнаваемости. Эта вода ничего не растворяет, не проводит электричество и - что самое крутое - замерзает при гораздо более низких температурах. Даже при -78°С в почве остаётся жидкая связанная вода. Для замерзания такой воды нужна большая энергия, поэтому промерзание почв, особенно глинистых - это длительная история. За это время уже может навалить такой слой снега, что внутри создаётся вполне себе плюсовая температура.
Но вода тоже не хочет вечно сидеть на поверхности частиц. Чем дальше, тем слабее связи, и около частиц есть слой рыхлосвязанной воды. Она замерзает примерно при -1°С, кое-что растворяет, кое-как проводит электричество и уже более похожа на воду. Совсем же оторвавшиеся молекулы формируют между частицами запас капиллярной воды.
Капилляая вода
Между частицами почвы есть крошечные полости - почвенные капилляры. В них вода связывается с частичками почвы, но уже другими - капиллярными силами. Это как водяной Винни-Пух, застрявший в кроличьей норе!
Почвенные частицы довольно сильно держат воду, хотя и не меняют ее химических свойств. Это нормальная вода, но - практически неподвижная!
Если капиллярной воды в почве немного, то она собирается между частицами в виде таких перемычек - манжет. При этом между частицами остаётся и достаточное количество воздуха, что важно для корней растений и других почвенных обитателей. Если же воды становится больше, то плёнки смыкаются, и воздух из капиллярной системы вытесняется.
Самая простая система пор - в песке. Одинаковые довольно крупные частицы формируют почти правильную капиллярную систему. Но в реальных почвах разный гранулометрический состав! И система пор невероятно сложная. И воды и воздуха там может содержаться довольно много.
Гравитационная вода
Когда воды в почве столько, что она заполняет все поры и полости, она уже не облепляет почвенные частицы, а начинает перемещаться между ними под действием силы тяжести. Это - гравитационная вода. Это обычная и в физическом, и в химическом смысле вода.
Водяной пар
Но в воздушных полостях есть ещё одна вода - свободные молекулы. Это водяной пар. Он образуется, когда молекулы связанной воды отрываются от частиц, или выбрасываются с поверхности капиллярных или гравитационных плёнок.
В почвенных порах и полостях почти всегда имеется насыщенный водяной пар. То есть воздух там всегда влажный! Это отличает почвенную среду обитания для всякой почвенной мелочи от всех других сред.
Ну вот, знаете теперь ещё и про почвенную влагу! И вот вам сборная картинка для закрепления.
Лёд
Ну, а пятая вода - это замёрзшая вода, лёд. Про него и рассказывать нечего - лёд как лёд. Обычный.
А в следующем выпуске нашей почвенной истории будет огого! бандитские разборки, шулерство и всякие ужасы. Не переключайтесь. Наоборот, подключайтесь! Будем всё знать про почву.
Ну, не так прямо чтобы всё... но точно больше, чем до этого!
Все статьи про науку по-прежнему здесь:
https://dzen.ru/suite/3241f283-3d06-4c68-83fb-ffbae5c627c4
Ваша Лл.