Вода, находящаяся в почве и содержащая различные растворенные в ней вещества, называется почвенным раствором. Почвенная влага испытывает действие сил различного характера: силы тяжести, сорбционных сил, исходящих от поверхности почвенных частиц, капиллярных и осмотических. Сорбционные силы достигают значительной величины (несколько тысяч атмосфер), но действуют на короткое расстояние и создают вокруг почвенных частиц оболочку из прочносвязанной влаги, состоящую из двух молекулярных слоев. Плотность ее, по-видимому, более единицы – она не способна растворять электролиты. Поверх этой оболочки образуется слой рыхлосвязанной влаги, толщиной 10 –15 молекулярных слоев, которая отличается от обыкновенной воды лишь тем, что ее молекулы определенным образом ориентированы по отношению к почвенным частицам. Сорбция воды частицами почвы (гигроскопичность почвы) может начинаться с сорбции водяного пара. Наибольшее количество воды, которое может быть сорбировано из водяного пара при относительной влажности воздуха, близкой к 10%, называется максимальной гигроскопичностью почвы. Водоподъемная способность почвы обусловлена капиллярными силами и выражается в том, что влага поднимается над уровнем грунтовой воды. Высота подъема тем больше, чем тяжелее почва по механическому составу и чем, следовательно, мельче в ней поры. В песчаных почвах высота подъема 30 – 40 см, в суглинистых и глинистых может достигать 3 – 4 м. Такая влага в природе встречается над зеркалом грунтовой воды; называется она капиллярно подпертой влагой и образует так называемую капиллярную кайму. В слое над капиллярной каймой (надкапиллярном слое) содержится подвешенная влага, которая удерживается преимущественно сорбционными, отчасти капиллярными силами. Наибольшее количество подвешенной влаги соответствует наименьшей влагоемкости почвы. Часть влаги, содержащаяся в почве сверх этой величины, в том числе и в капиллярной кайме, способна передвигаться под влиянием силы тяжести (гравитационная влага). Под водопроницаемостью почвы понимают ее способность фильтровать через себя воду. Водопроницаемость тем выше, чем легче механический состав почвы. В почвах глинистых и суглинистых водопроницаемость зависит от степени их оструктуренности. Растения могут усваивать не всю полученную влагу. Прочносвязанная влага полностью не усвояема для растений, с трудом усвояется и часть рыхлосвязанной. Устойчивое завядание растений начинается при влажности, которая называется почвенной влажностью устойчивого завядания; она несколько превышает максимальную гигроскопичность (в 1,3 – 1,5 раза). Содержание влаги в почве (влажность почвы) выражают в процентах от веса почвы или от ее объема; запас влаги в том или ином слое почвы – в миллиметрах водного слоя.

Совокупность поступление влаги, ее передвижения и расхода называется водным режимом почвы. Он играет большую роль в почвообразовании и влагообеспечении растений. Важнейший источник влаги для растений – атмосферные осадки. Залегающая не глубоко от поверхности грунтовая вода тоже может быть источником влаги. Влага атмосферных осадков, поступающая на поверхность почвы, частично стекает по ней, образуя поверхностный сток, который может вызвать смыв и эрозию почвы. Остальная часть проникает и впитывается в почву. Она может расходоваться на десукцию ее растениями и затем возвращаться в атмосферу в процессе транспирации растений. Часть влаги испаряется в атмосферу непосредственно, а часть может стекать в грунтовые воды. В зависимости от относительного развития этих явлений может создаваться водный режим разного типа. Г. Н. Высоцким было установлено три основных типа водного режима почвы: промывной, непромывной и выпотной. При промывном режиме, характерном для почв степной полосы, количество впитавшейся влаги равно количеству , возвратившемуся в атмосферу путем прямого испарения или дусукции и транспирации растениями. При этом корнеобитаемый слой к концу лета сильно просыхает. Под корнеобитаемым слоем образуется постоянно существующий сухой горизонт, влажность которого равна или близка к влажности завядания – так называемый мертвый горизонт иссушения. Выпотной тип водного режима создается при близком к поверхности залегания грунтовых вод и при условии, что количество испаряющейся непосредственно или через растения влаги больше, чем сумма осадков. Разность покрывается за счет поступления влаги из грунтовых вод, которые «выпотевают» в почву. Этот тип водного режима характерен для почв вторичного засоления.

Тепловой режим почвы определяется притоком тепла, важнейший источник которого – солнечная радиация, нагреванием почвы и последующим ее охлаждением. В тепловом режиме наблюдается двойной – суточный и годовой – режим. Как в суточном, так и в годовом режимах имеются две волны (нагрева и охлаждения), причем с увеличением глубины обе они появляются с опозданием тем большим, чем больше глубина. Суточные колебания температур простираются на глубину до 50 – 60 см., а годовые – до 15 – 18 м. В местностях с низкими температурами зимой наблюдается промерзание почвы. Его глубина может варьировать от нескольких сантиметров до нескольких метров, в зависимости от температуры воздуха и толщины снежного покрова. Оттаивание почвы весной может начинаться снизу, еде до схода снежного покрова. По мере освобождения поверхности почвы от снега она начинает оттаивать сверху вниз. В зависимости от глубины промерзания и температуры мерзлого слоя полное оттаивание может завершаться весной или в середине (даже в конце) лета. В северных районах с коротким и холодным летом успевает оттаять лишь верхний слой почвы, под которым находится слой мерзлой почвы (явление вечной мерзлоты).

2. Система земледелия для засушливых степных условий.

Засухи наносят огромный ущерб сельскохозяйственному производству. Одними агротехническими мерами преодолеть их негативное влияние не удается. Необходимы комплексные меры. Среди них особая роль принадлежит мелиорации земель. Реальный практический смысл имеют полезащитные лесонасаждения, регулярное орошение.

В зависимости от основного назначения находят применение следующие виды защитных лесных насаждений:

Ø Полезащитные лесные полосы, которые задерживают и распределяют снег на полях, повышают влажность почвы, уменьшают испарение влаги, препятствуют развеиванию почвы ветром, защищают сельскохозяйственные культуры от засухи и суховеев и повышают урожай сельскохозяйственных культур;

Ø Водорегулирующие лесные полосы на склонах, назначение которых – поглощение поверхностного стока талых ливневых вод, равномерное распределение снега и защита полей от ветров.

Полезащитные лесные полосы размещают по границам и внутри полей севооборотов в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Полосы с перпендикулярным направлением по отношению к наиболее вредоносным суховейным, метелистым и пыльным ветрам относятся к категории продольных или основных; поперечные или вспомогательные полосы защищают поля от ветра других направлений.

Чтобы правильно расположить поля севооборотов с учетом рельефа и хозяйственных требований, допускается отклонение продольных полос от направлений, перпендикулярных к наиболее вредоносным ветрам до 30°.