Higroskopijność gleby (prezentacja).doc

Slajd nr 2

Higroskopijność – podatność niektórych substancji na wchłanianie wilgoci lub nawet wiązanie się z wodą. Woda ta może pochodzić z pary wodnej znajdującej się w powietrzu, z wilgoci znajdującej się w gruncie, z rosy osadzającej się na powierzchni substancji itp.

Pojęciem ściśle związanym z higroskopijnością gleb jest woda glebowa.

Woda glebowa czyli zawarta w przestworzach glebowych woda  wraz z rozpuszczonymi w niej substancjami mineralnymi organicznymi i gazowymi. Jest  jednym z najważniejszych czynników warunkujących życie roślin i żyjących w glebie organizmów. Głównym źródłem są opady atmosferyczne , natomiast ilość wody zatrzymanych przez glebę zależy od jej zdolności retencyjnych wynikających z działania różnych sił.

Slajd nr 3

Te siły nazywamy potencjałem wody glebowej.

Określa on pracę potrzebną do usunięcia jednostki masy wody poza zasięg sił utrzymujących tę wodę w glebie. Dokładnie chodzi o ciśnienie ssące które trzeba pokonać aby usunąć wodę z gleby. Wyraża się je w jednostkach pF. Jest to logarytm dziesiętny z wartości ciśnienia ssącego (p) określanego jako cm słupa wody a w systemie SI w hektopaskalach. Całkowity potencjał wody glebowej jest sumą potencjałów składowych sił wyróżnianych na podstawie charakteru oddziaływania wpływającego na wiązanie wody. Rola potencjału wody glebowej sprowadza się głównie do przeciwdziałania grawitacyjnej ucieczce roztworu glebowego poza strefę penetracji korzeni.

Slajd nr 4

Siłami składowymi potencjału wody glebowej są:

•         Siły elektrostatyczne – pochodzą od niezobojętnionych ładunków elektrycznych występujących na powierzchni cząstek gleby.

•         Siły kapilarne – powstają na granicy trzech faz: ciekłej, stałej i gazowej, jako efekt działania napięcia powierzchniowego cieczy .

•         Siły osmotyczne – ujawniają się przede wszystkim w wyniku różnic koncentracji roztworów w otoczeniu cząstek glebowych.

Slajd nr 5

Zależnie od rodzaju i wielkości sił działających na wodę w glebie można wyróżnić wiele postaci tej wody. Do głównych należą:

1) Woda w postaci pary wodnej

2) Woda molekularna

a)higroskopowa

b)błonkowata

3) Woda kapilarna

4) Woda wolna

Slajd nr 6

Woda w postaci pary wodnej:

Wchodzi w skład powietrza glebowego i pozostaje w równowadze z wodą znajdującą się w glebie w stanie ciekłym. Charakterystyczną cechą jest jej ciągła wymiana pomiędzy powietrzem glebowym a atmosferycznym. Jeżeli prężność pary wodnej jest większa w powietrzu glebowym niż w warstwie powietrza nad glebą to gleba traci wodę i wysycha. Jeżeli występuje zjawisko odwrotne to gleba pochłania parę wodną z powietrza atmosferycznego. Ponadto para wodna w glebie przemieszcza się a warunkiem tego jest również różnica prężności pary wodnej w stykających się ze sobą przestworach glebowych. Ruch ten odbywa się w kierunku od ciśnienia wyższego do niższego , a więc od gleby wilgotnej do gleby suchej.

Slajd nr 7

Woda molekularna

Drobiny (molekuły) wody mają budowę dipolową wynikającą z niesymetrycznego rozmieszczenia w nich atomów wodoru i tlenu. Wokół cząstek glebowych występuje pole elektryczne w którym dipole wodne ulegają ukierunkowaniu ułatwiającemu przyłączanie drobin wody przez cząstki glebowe. Maksymalna ilość wody jaką w ten sposób gleba jest zdolna utrzymać nazywamy molekularną pojemnością wodną gleby. Woda molekularna wpływa na niektóre właściwości fizyczne i fizykochemiczne gleb jak np. spójność , dlatego zmierza się do regulowania jej ilości w glebie głównie poprzez wprowadzanie jonów dwuwartościowych co powoduje zmniejszenie ilości wody molekularnej a co za tym idzie powiększenie spójności i zminimalizowanie podatności na erozję

W obrębie tworzącej się wokół cząsteczek glebowych warstewki wody molekularnej można wydzielić dwie strefy różniące się głównie siła wiązania  mianowicie strefa wody higroskopijnej i błonkowatej

Slajd nr 8

Woda higroskopowa: jest to woda tworząca na powierzchni cząstek glebowych powłokę bezpośrednio do nich przylegającą. Woda ta pochodzi z pary wodnej powietrza glebowego i jest związana z cząstkami glebowymi dużą siłą. Powstaje wtedy monomolekularna otoczka wody do której przy większym nasyceniu wodą powietrza glebowego przyłączane są dalsze drobiny wody mogące tworzyć wiele powłok.

Woda higroskopijna nie jest dostępna dla roślin gdyż siła wiążąca ją z glebą znacznie przekracza siłę ssącą korzeni roślin. Nie porusza się ona w glebie, ulega całkowitemu wyparowaniu w temp. 105 st C a zamarza w tem. niższej od 0. Maksymalna ilość

wody jaką gleba, w warunkach równowagi, jest w stanie pochłonąć z atmosfery nasyconej

parą wodną określa się jako maksymalną higroskopijność i pozwala określić ilość wody fizjologicznie nieużytecznej dla roślin.

Slajd nr 9

Woda błonkowata

Jest to woda związana siłami molekularnymi przez zewnętrzne warstwy wody higroskopowej. Składa się z kilkunastu warstw cząsteczek których stopień uporządkowania maleje wraz ze zwiększaniem się odległości od powierzchni fazy stałej. Dzięki temu peryferyjne warstwy tej błony tworzą wodę słabo związaną która może być wykorzystywana przez rośliny.

Slajd nr 10

Woda kapilarna- występuje na granicy fazy ciekłej stałej i gazowej w kapilarach o średnicach rzędu dziesiątych lub setnych milimetra gdzie działają siły kapilarne objawiające się wciąganiem lub wypychaniem cieczy z kanalików glebowych. Dzielimy ją na wodę właściwą i przywierającą. Właściwa to woda podsiąkająca , pozostająca w kontakcie z wodą gruntową, a woda przywierająca to woda która przeniknęła do gleby z opadów atmosferycznych , spływu powierzchniowego lub nawadniania i została zatrzymana kapilarach. Zarówno właściwa jak i przywierająca woda kapilarna są użyteczne dla roślin.

Slajd nr 11

Woda wolna- Wypełnia w glebie pory większe od kapilarnych oraz przemieszcza się pod wpływem sił ciężkości. Nie jest ona związana z cząstkami gleby ani siłami kapilarnymi ani molekularnymi. Występuje w dwóch postaciach: jako woda infiltracyjna oraz woda gruntowo-glebowa

Slajd nr 12

Ruch wody w glebie

•         Wchłanianie – następuje w dwóch fazach:

1. Nasiąkanie gleby ,czyli przechodzenie części wody wolnej w wodę związaną z glebą siłami molekularnymi lub kapilarnymi.

2. Następnie po nasyceniu porów glebowych wodą następuje pionowe przesiąkanie wody wolnej.

•         Przesiąkanie (filtracja) – ruch wody odbywa się głównie w kierunku poziomym i przebiega w porach w pełni nasiąkniętych wodą.