(по Шюблеру), влагоемкость, водоудерживающая сила (по Габерланду) или капиллярность (по Шумахеру) почвы ? свойство почвы принимать и задерживать в своих волосных скважинах известное количество капельножидкой воды, не позволяя последней стекать. Это волосная, или капиллярная , вода; процентное отношение веса ее или объема к весу или объему почвы в сухом состоянии выражает собою весовую или объемную В. почвы. Для определения В. предложены различные методы, которые в общем можно подразделить на две группы: в одних (Шюблера, Троммера, Шульце, А. Майера) почва, помещенная на воронке или в стекляной трубке, смачивается обливанием водою до полного ее насыщения и, когда избыток воды стечет, вынимается и взвешивается, при чем она высушивается при 50¦ Р. ? 100¦ Ц. и взвешивается предварительно до обливания водою, или же это делается после обливания ее (А. Майер). В других методах (Э. Вольфа и Габерланда), всыпав хорошо высушенную почву в ящичек из листового цинка с продырявленным дном или в стеклянную тонкостенную трубку, нижний конец которой обвязан смоченным водою полотном, взвешивают эти аппараты вместе с почвой; затем, поместив в воду нижнюю их часть на глубину 5-10 миллим., оставляют стоять там до тех пор, пока почва от всасывания воды вполне пропитается ею, насытится, что узнается по виду ? пока не исчезнет последнее сухое пятно на поверхности земли (Габерланд), или определяется по весу ? если при повторенном несколько раз взвешивании через промежутки времени 30-40 минут замечаются ничтожные изменения в весе (Вольф).
При определении В. одной и той же почвы различными методами получаются далеко не одинаковые результаты: наибольшая величина ? по способам Шюблера и Троммера и наименьшая ? Габерланда и в особенности Майера. Но и В., определенная по последнему методу, всегда бывает больше действительно существующей при естественном состоянии почвы. Эта преувеличенность результатов, получаемых при исследовании, не имеет существенного значения, так как важны сравнительные выводы, для чего можно с успехом пользоваться методами Вольфа, Габерланда и А. Майера. Чтобы при употреблении каждого метода получать однородные результаты, т. е. приблизительно одинаковые для одной и той же почвы, необходимо при производстве исследований соблюдать известного рода предосторожности: а) сосуды, трубки и т. п. должны быть одной и той же формы и величины; б) вода ? одинаковой температуры, потому что В. уменьшается с повышением этой температуры; так, по исследованиям Габерланда, В. песчано-суглинистого мергеля при температуре воды:
15¦
20¦
32¦
80¦
100¦
53,1
52,6
51,8
47,7
46,2%
в) почва должна быть предварительно просеяна через сито с отверстиями в 3 миллим. и хорошо высушена на воздухе; г) нужно избегать всякого сотрясения приборов, так как это влечет за собою абсолютное понижение показаний В. на 10-12% (напр. 43,8% вместо 55,6%), и д) не следует брать слишком большого количества почвы, чтобы она самим своим весом не выдавливала воду (Шпренгель).
На основании довольно многочисленных исследований В. почвы можно прийти к следующим выводам: 1) количество капельножидкой воды, задерживаемое данным весом или объемом почвы, т. е. В. ее, зависит от количества заключающихся там волосных скважин, или капиллярных пустот [количество воды, могущей удержаться во всяком пористом теле, зависит не только от объема пустот, но и от формы их, которая легко изменяется в порошкообразных телах, каковы почвы, во время всасывания воды. По этой причине в исследованиях этого рода нельзя ожидать научной точности, но только практической], а потому, если в двух почвах при равных объемах содержится одинаковое их количество, то и объемная В. их будет одинакова, но весовая В. различна ? большая у той почвы, вес которой при равном объеме меньше. 2) На количество капиллярных пустот в данном объеме почвы, а, следовательно, и на величину объемной В., влияют:
а) Величина частиц или зерен почвы, пористость, шероховатость и угловатость их. Из всех составных частей почвы наибольшею мелкостью частиц и пористостью отличается перегной и глина, а потому с увеличением содержания их в почве увеличивается и объемная В. (исследования Грувена, Либенберга, Шишкина), которая у перегнойных и глинистых почв бывает больше, чем у песчаных; так как первые почвы и объемный вес имеют меньший, чем вторые, то и весовая В. их тоже больше. Крупность частиц песчаных почв не одинакова, и сообразно с тем изменяется (по Шюблеру) объемная и весовая В. от 20% у грубозернистого песка до 40% у песка мелкозернистого. По исследованиям Гаспарена, между весом мельчайших частиц, содержимых в почве, и В. несомненно существует известное соотношение, для выяснения которого необходимо следует обращать внимание на самую природу зерен. Так, при одинаковых всех прочих условиях глина более увеличивает В. почвы, чем песок (Либенберг). Далее опыты, произведенные Ценгером, показывают, что измельчение зерен почвы оказывает на весовую В. почвы различное влияние, смотря по составу последней: у кварцевого песка и мергеля она увеличивается (с 26,0 и 30,25 на 53,5 и 54,5), тогда как у известковой накипи, согровой почвы и торфа, наоборот, уменьшается (с 108,3, 10 4,5 и 377,0 на 70,4, 101,0 и 268,7). Это объясняется (Фогель) тем, что у первых вследствие измельчания поверхность соприкосновения с водою увеличивается, у вторых же, отличающихся большею пористостью, при раздроблении и измельчании уничтожаются волосные скважины, находящиеся в самых зернах и заключающие капиллярную воду. Точно так же перегнойные почвы, богатые не разложившимися еще или полуразрушенными органическими веществами, каковы остатки дерева, листьев, корней и т. п., имеют большую В., чем те почвы, где растительные остатки перешли уже в гуминовые и ульминовые вещества; тонкий перегной, образовавшийся при гниении дерева в старых стволах, имеет В., равную 200, а рыхлая торфяная почва 300-360. Отсюда с большою вероятностью можно сделать вывод, что значительная В. почвы (более 90%) показывает богатство содержания в ней органических веществ. Замечено также (Шумахер), что потеря при прокаливании почвы находится в прямом отношении к В. последней.
Углекислая магнезия обыкновенно встречается в почве в плотном состоянии ? соединении с известью и кремнеземом, и тогда В. ее близка к В. песка, но в тонкоизмельченном виде она превосходит в этом отношении даже перегной: весовая ее В. тогда ? 256 (по Шюблеру), а объемная ? 76,1. Такое же влияние измельчения частиц почвы на В. найдено и у углекислой извести, где весовая В. изменяется между 47 и 85, объемная же между 54,5 и 66,1. В. гипса еще меньше, чем известкового песка, к которой весьма близка В. слоистого мергеля. Наконец, следует заметить, что при смешении почв образовавшаяся смесь их удерживает несоразмерное с составом количество воды ? в большинстве случаев меньшее, чем сколько бы удержали в себе составные ее части, оставаясь не в смешанном состоянии (Трейтлер). Но вместе с тем и у землистых смесей В. увеличивается с тонкостью измельчения зерен, равномерностью величины их и пористостью.
Из приведенных указаний следует прийти к заключению, что не химическое различие состава почвы, а обусловливаемое им различие в физическом строении почвы обнаруживает влияние на величину ее В., или, иначе говоря, химические составные части почвы действуют только своей большей или меньшей мелкостью (Либенберг), правильностью и степенью гладкости или шероховатости.
б) Уплотнение почвы, вследствие чего не только уменьшаются размеры волосных скважин, но и увеличивается вес объема, а потому должна уменьшаться объемная В. и еще больше весовая. По исследованиям Шумахера, абсолютная разность составляет 4-7%, но по Габерланду различие в этом отношении более значительно; так, им найдена В.
Если земля насыпана
рыхло
плотнее
возможно плотно суглинистого мергеля
59,0
45,8
37,9 кварцевого песка
36,1
28,6
24,4 согровой почвы
221,6
157,2
132,7
т. е. вследствие разрыхления почвы В. ее увеличивается преимущественно у почв, обладающих наибольшею В., и сравнительно меньше у тех из них, где В. незначительна, в) Температура, с возвышением которой В. почвы уменьшается, так как при этом понижается в волосных скважинах высота поднятия воды и прекращается капиллярность в более широких, где это свойство может сохраняться только при более низкой температуре. На основании исследований Габерланда В. суглинистого мергеля при темпер. 15¦ Р. равна 65,6, а при 60¦ Р. только 47,2; точно так же В. известково-суглинистого мергеля при 15¦ Р. ? 46 4 и при 60¦ Р. ? 38,8%. Продолжительность всасывания воды почвой не обнаруживает заметного влияния на В. почвы; так, по Габерланду, при всасывании воды 4 минуты найдена В. ? 49,0; при 9 минутах ? 48,8 и 14 минутах ? 48,6. При различной толщине почвенного слоя, хотя В. остается без изменения, но время, необходимое для полного насыщения почвы водою, увеличивается и притом далеко не пропорционально увеличению толщины слоя. Габерланд нашел, что
при толщине почвенного слоя сантиметров
4
8
12 для полного насыщения почвы водою употреблено минут
2
12
28,6 при чем найдена В.
48,5
48,2
48,3
До сих пор В. рассматривалась как максимальное количество воды, содержащееся в почве при полном ее насыщении. Но такое состояние почвы в верхних обрабатываемых слоях может сохраниться только весьма короткое время или в особых, исключительных случаях. После выпадения обильного дождя или вообще сильного промачивания верхних слоев почвы достаточным количеством воды последняя наполняет собою все волосные скважины или трубки между частицами, но может удержаться в них только тогда, если вытекание преграждено непроницаемостью нижних слоев (подпочвы) или положением уровня грунтовой воды вблизи поверхности. При несуществовании этих условий вода начинает вытекать из трубок, и потому уровень ее понижается до тех пор, пока не установится соответствие ее высоты с диаметрами трубок, вследствие чего даже при полном насыщении водою верхних обработанных слоев почвы в них вскоре содержится значительно меньше воды, чем соответствует этому состоянию. Такое насыщение почвы А. Майер назвал абсолютною, или наименьшею, В. в отличие от полной В. при полном насыщении. Так как в природе вода приходит в соприкосновение не с тонкими, а с толстыми слоями почвы, то поэтому абсолютная В. имеет большее практическое значение, чем полная. Исследования А. Майера показывают, что абсолютная В. обыкновенно значительно меньше полной и только при измельчании веществ, составляющих почву, в мелкий порошок, обе В. мало различаются между собою; так
при величине частиц или зеpeн:
0,9-2,7 миллим.
0, 3-0,9 миллим.
0,3 миллим. и менее
кварц
кварц
известковый шпат
глинистый железняк
кварц
глинистый железняк Полная В.
38,4
45,7
39,3
44,5
49,9
43,4 Абсолютная В.
7,0
13,7
11,7
24,5
44,6
40,9
Из этих данных видно также, что тонкость измельчания частиц почвы и различная пористость их гораздо более влияют на изменение величины абсолютной В., чем полной. В заключение следует упомянуть, что предложение Каде де Гассикура (1816 г.) определять достоинство почв или классифицировать их, по В., хотя вообще не нашло поддержки, но было рекомендовано (А. Н. Шишкиным) как могущее встретить применение при оценке русских черноземных почв, урожаи на которых при климатических условиях наших степей обусловливаются главным образом влагою. См. также Вода в почве.
В. Собичевский.