Липкість - властивість ґрунту, яка корегує з пластичністю і теж залежить від вмісту глинистих часток та води. Липкість визначається силою, яка потрібна для відриву металевої пластинки від ґрунту, та виражається в г/см² . Ґрунти підрозділяють на гранично в'язкі (більше 15 г/см² ), сильно в’язкі (5-15 г/см² ), середньо в’язкі (2-5 г/см² ) та слабо в’язкі (менше 2 г/см² ). З липкістю пов'язана фізична зрілість ґрунту, тобто стан, при якому грунт готовий до обробітку. Набухання - це збільшення об'єму ґрунту при зволожуванні. Найбільше набухання мають глинисті ґрунти з високим вмістом колоїдів. При значному набуханні руйнується структура ґрунту. Усадка - процес, протилежний набуханню. При сильній усадці розриваються корні рослин, збільшуються витрати вологи. Чим більше набухання ґрунту, тим сильніше його усадка. Для поліпшення фізичних та фізико-механічних властивостей ґрунту використовують комплекс засобів: внесення органічних добрив, обробіток багаторічних трав, вибір термінів та прийомів обробітку ґрунту в залежності від стану його зволоження, використання засобів, що знижують ущільнювання ґрунту транспортними засобами (мінімізація обробітку тощо).

3. Водні властивості та водний режим ґрунту

Ґрунт як багатофазна система містить в собі воду. Вода надходить в ґрунти у вигляді атмосферних опадів, в процесі конденсації водяних парів з атмосфери, в результаті капілярного підняття ґрунтових вод та під час зрошення. Вода відіграє дуже важливу роль у ґрунтоутворенні. Від вмісту води в ґрунті залежить інтенсивність біологічних, хімічних і фізико-хімічних процесів. Вода забезпечує переміщення речовин в просторі, впливає на повітряний, поживний і тепловий режими ґрунту. Сезонна динаміка ґрунтоутворюючих процесів значною мірою відбувається під впливом ґрунтових вод. Продуктивність ґрунтів залежить від їх водного режиму.

Вчення про водні властивості і водний режим ґрунтів є окрема галузь ґрунтознавства - гідрологія ґрунтів. Над створенням цієї галузі працювало багато вітчизняних і зарубіжних вчених (О.О. Ізмаїльський, Г.М. Висоцький, О.Г. Дояренко, О.А. Роде, Б. Кін та ін.).

3.1 Стан і форми води в ґрунті

Вода в ґрунті перебуває в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному. За фізичним станом, рухомістю і доступністю для живих організмів ґрунтову воду поділяють на форми: пароподібну, хімічно зв’язану, сорбційно зв’язану і вільну.

Пароподібна вода.

В ґрунтовому повітрі завжди міститься водяна пара. Повітря нормально зволоженого ґрунту насичено водяною парою до 100%. Пароподібна вода є динамічною формою. Вона безперервно утворюється в ґрунті, переміщується з одного горизонту в інший, перетворюється на інші форми: вільну або сорбційну. Всі ці процеси зумовлені змінами температури ґрунту та атмосферного тиску. Разом з переміщенням водяної пари, особливо в процесі випаровування, відбувається переміщення по профілю ґрунту розчинених в ньому речовин.

Хімічно зв’язана вода.

Багато мінералів ґрунту містять в своєму складі молекули води (Na₂ SO₄ ×10H₂ O; CaSO₄ ×2H₂ O; MgCl₂ ×6H₂ O та ін.). Цю форму води називають кристалізаційною. Крім того виділяють конституційну воду, яка представлена в мінеральних, органічних і органо-мінеральних сполуках гідроксильною групою ОН. Ці форми води входять до складу твердої фази ґрунту, вони є нерухомі і недоступні для рослин.

Сорбційно зв’язана (або фізично зв’язана) вода. Молекули (диполі) води вбираються поверхнею негативно заряджених колоїдів ґрунту і орієнтуються по позитивним полюсом до ядра міцели. Залежно від міцності утримання води міцелою її поділяють на міцно зв’язану (гігроскопічну) і слабко зв’язану (плівчасту).

Гігроскопічна вода утворюється за рахунок сорбції молекул водяної пари на поверхні колоїдних часток, міцно утримується сорбційними силами (10000-20000 атм.) в тому є нерухомою. Густина її досягає 1.5-1.8 г/см³ , не розчиняє хімічні сполуки, не замерзає і не доступна для рослин. Кількість гігроскопічної води в ґрунті залежить від температури, насиченості ґрунтового повітря водяною парою, механічного і мінералогічного складу ґрунту та вміст в ньому гумусу. Найбільшу кількість води, яку може увібрати ґрунт з пароподібного стану (при вологості повітря 94-98%) називають максимальною гігроскопічністю ґрунту.

Сорбційні сили колоїдів ґрунту повністю не врівноважуються молекулами гігроскопічної води навіть при досягненні максимальної гігроскопічності. Залишкові сили здатні вбирати і утримувати (з силою 1-10атм) певну кількість рідкої води, яку називають плівчастою. За фізичним станом вона перебуває у в’язко-рідкій формі і здатна переміщуватися в різних напрямах від більш товстих до тонших. Ця форма води частково доступна для рослин. Вона розчиняє і переміщує з незначною швидкістю водорозчинні солі.

Вільна вода - вода ґрунту, яка не піддається дії сорбційних сил. Ця форма не має молекул, які орієнтовані до колоїдних часток ґрунту. В ґрунтах вона міститься у двох форма: капілярній і гравітаційній.

Капілярна вода знаходиться у порах малого діаметра - капілярах. Утримується під дією капілярних або меніскових сил. Природу виникнення цих сил вивчають у курсі фізики. Згідно з законом Лапласа, меніскові сили будуть більші там, де вужчий капіляр, а це, в свою чергу, зумовлює висоту капілярного підняття. Крім того, меніскові сили посилюються силами змочування.

При позитивних температурах капілярна вода перебуває в рідкому стані і вільно випаровується з поверхні менісків, при мінусових - замерзає. Це основна форма води, яку засвоюють рослини. Вона дуже рухлива, розчиняє органічні і мінеральні сполуки, перерозподіляє по профілю солі колоїди, суспензії. Висхідний рух води по капілярах поповнює запаси вологи у верхньому горизонті ґрунту.

Висота підняття капілярної води в реальних ґрунтах залежить від їх механічного і структурного складу. В глинистих ґрунтах (які мають тонкі капіляри) вона піднімається на висоту 2-6 м, в піщаних - 40-60 см. В структурних ґрунтах капілярна вода піднімається на незначну висоту і добре зберігається.

Залежно від джерела капілярну воду ґрунту поділяють на капілярно-підвішену, капілярно-підперту і капілярно-посаджену.

Капілярно-підвішена вода заповнює пори зверху після дощу, танення снігу, підчас зрошення, тривалий час зберігається в ґрунті і доступна для рослин. Утримується в ґрунтах завдяки різниці тиску на поверхню верхнього і нижнього менісків. Нижче зволоженого шару залишається сухий шар ґрунту. Отже, вода вологого шару начебто “висить" над сухим. Інтенсивне випаровування цієї води призводить до засолення поверхневого шару ґрунту.

Капілярно-підперта вода формується за рахунок підняття ґрунтових вод. Вона підперта водоносним горизонтом. Шар ґрунту, який містить капілярно-підперту воду над водоносним горизонтом, називають капілярною каймою. Потужність її залежить від водопідіймальної здатності ґрунту. Вміст води в каймі збільшується зверху донизу.

Капілярно-посаджена (підперто-підвішена) вода акумулюється в шаруватих ґрунтах, в дрібнозернистих шарах, під якими залягають крупнозернисті. На межі тонко дисперсного і грубо дисперсного горизонтів, внаслідок різкої зміни розмірів капілярів, виникають додаткові нижні меніски, які утримують деяку кількість капілярної води. Дана вода начебто “ посаджена ” на ці меніски.

Гравітаційна вода - вода атмосферних опадів та поливна, яка заповнює широкі пори ґрунту і переміщується по профілю ґрунту під силою земного тяжіння. За нормальних умов вона перебуває в рідкому стані, розчиняє хімічні сполуки і переміщує їх вниз по профілю.

Гравітаційна вода витісняє повітря з ґрунту, створюючи несприятливі умови (анаеробні) для життя рослин та інших організмів. Зменшення кількості гравітаційної води в ґрунті здійснюють осушенням.

3.2 Водні властивості ґрунту

Основними водними властивостями ґрунту є водопроникність, водо утримуюча здатність (вологоємкість), водопідіймальна здатність, доступність води для рослин.

Водопроникність ґрунтів - здатність ґрунтів пропускати через себе воду, яка надходить з поверхні. Залежить від механічного, структурного і хімічного складу ґрунтів, його щільності, пористості, вологості і тривалості зволоження. Глинисті ґрунти мають низьку водопроникність, піщані і структурні - високу. Набухання колоїдів ґрунту різко знижує водопроникність ґрунту.

Вологоємність ґрунту - здатність поглинати і утримувати певну кількість води. Виділяють такі види вологоємкості: максимальна гігроскопічна, максимальна молекулярна (плівчаста), капілярна, найменша (польова) і повна.

Найменшою (польовою) вологоємкістю є кількість капілярно-підвішеної води, яку утримує ґрунт в даний момент при глибокому заляганні ґрунтових вод. В структурних ґрунтах вона становить 30-35, а в піщаних - 10-15%. За її величиною розраховують норми поливу. Різницю між найменшою вологоємкістю і фактичною вологістю ґрунту називають дефіцитом вологи.

Повна вологоємкість - найбільша кількість вологи, яку може увібрати і утримати ґрунт. В цьому разі в ґрунті міститься максимальна кількість всіх форм води. Її величина залежить від механічного, структурного складу і пористості ґрунту. Повна вологоємкість більшості ґрунтів становить 40-50%. Цю величину також використовують для розрахунків норм поливу.

Вологість в’янення (коефіцієнт в’янення) - вологість ґрунту, за якої проявляються ознаки в’янення рослин. Ця величина залежить від властивостей ґрунту (механічний склад, засолення, наявність торфу тощо) і біологічних особливостей рослин. Вологість в’янення глинистих ґрунтів становить 20-30%, піщаних - 1-3%, торфових - 60-80%. Вологолюбні рослини починають в’янути при вищій, посухостійкі - при нижчій вологості ґрунту.

3.3 Водний баланс і типи водного режиму ґрунту

Під водним режимом ґрунту розуміють сукупність всіх явищ надходження води в ґрунт, її переміщення, змін фізичного стану і витрати з ґрунту.

Кількісним вираженням водного режиму є водний баланс.