Specify and explain the water potential in soils, and its differences between soil types (slide 02 – 19-21)

Water potential is the potential energy of water per unit volume relative to pure  water in reference conditions. Water potential quantifies the tendency of water to move from one area to another due to osmosis, gravity, mechanical pressure, or matrix effects such as capillary action (which is caused by surface tension). За счёт этого уменьшения давления почва обладает способностью втягивать в себя воду и удерживать её. Различают как полный потенциал (давление), так и его составляющие по указанным причинам возникновения.Water potential has proved especially useful in understanding water movement within plants, animals, and soil. Water potential is typically expressed in potential energy per unit volume and very often is represented by the Greek letter Ψ .

When water is in contact with solid particles (e.g., clay or sand particles within soil), adhesive intermolecular forces between the water and the solid can be large and important. The forces between the water molecules and the solid particles in combination with attraction among water molecules promote surface tension and the formation of menisci within the solid matrix. Force is then required to break these menisci. The magnitude of matrix potential depends on the distances between solid particles—the width of the menisci (also capillary action and differing Pa at ends of capillary) -- and the chemical composition of the solid matrix (meniscus, macroscopic motion due to ionic attraction).

In many cases, matrix potential can be relatively large in comparison to the other components of water potential discussed above. Matrix potential markedly reduces the energy state of water near particle surfaces. Although water movement due to matrix potential may be slow, it is still extremely important in supplying water to plant roots and in engineering applications. The matrix potential is always negative because the water attracted by the soil matrix has an energy state lower than that of pure water. Matrix potential only occurs in unsaturated soil above the water table. If the matrix potential approaches a value of zero, nearly all soil pores are completely filled with water, i.e. fully saturated and at maximum retentive capacity. The matrix potential can vary considerably among soils. In the case that water drains into less-moist soil zones of similar porosity, the matrix potential is generally in the range of -10 to -30 kPa.

полезная работа на единицу количества воды, которую необходимо совершить, чтобы переместить обратимо и изотермически бесконечно малое количество чистой воды с определённой высоты относительно уровня моря в рассматриваемую точку почвенной толщи при неизменном внешнем давлении. Имеет размерность дж / кг, однако, учитывая что джоуль равен Ньютону умноженному на метр, а плотность воды единична, в результате сокращения получим Н/м² 0,001, то есть 1000 Па (размерность давления). Поэтому потенциал почвенной влаги может рассматриваться как её давление и определяется в таком случае, как уменьшение давления, измеренное относительно свободной чистой воды, причиной которого являются капиллярные силы, расклинивающее давлениемежду почвенными частицами, осмотические явления, гравитация и давление вышележащих слоёв почвы или атмосферы. За счёт этого уменьшения давления почва обладает способностью втягивать в себя воду и удерживать её. Различают как полный потенциал (давление), так и его составляющие по указанным причинам возникновения.

 

Потенциалом почвенной влаги называют работу, затраченную на преодоление водоудерживающих сил при извлечении из почвы единицы массы воды. Общий потенциал почвенной влаги цп слагается из потенциала капиллярного [хк, осмотического ¡л0с, адсорбционного р,ад и гравитационного цг.[ ...]

 

В почве в состоянии водонасыщенности величина потенциала почвенной влаги близка к потенциалу чистой воды, и его можно принять за 0. По мере обезвоживания потенциал почвенной влаги падает, а отрицательное его значение возрастает, достигая максимума при минимальном содержании воды в почве. Обводнение почвы повышает потенциал. Значение величины его переходит через нуль и при дальнейшем увеличении влажности приобретает положительный знак.[ ...]

В засоленных почвах на энергетическое состояние влаги оказывает влияние концентрация солей — осмотический потенциал— Роем, отрицательная величина которого при концентрации до 3 % пропорциональна содержанию солей.[ ...]

Передвижение влаги в почве и в растении определяется разностью потенциалов между двумя точками, отнесенной к расстоянию между ними и равной градиенту потенциала.[ ...]

Кроме влажности и солей, потенциал (Р) почвенного раствора зависит от гранулометрического состава и плотности (йу). При одинаковой № в почвах тяжелого гранулометрического состава Р ниже, чем в легких почвах вследствие высокой удельной поверхности, что способствует резкому возрастанию адсорбционного потенциала, особенно в илистых почвах.[ ...]

Увеличение плотности скелета почвы снижает порозность ее, увеличивает объемную влажность. Влажность в % от массы при этом изменяется мало, если не выжимается вода из почвы. С увеличением влажности  возрастает Р.[ ...] Потенциал у глины выше чем у песка.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: