Υδάτινη φάση εδάφους
Περιεχόμενα
Γενικά στοιχεία
Η ύπαρξη νερού τροποποιεί την συμπεριφορά του εδάφους, επηρεάζοντας αρκετές ιδιότητές του, όπως την σταθερότητα της δομής, τη μικροβιακή δραστηριότητα, τη μετακίνηση θρεπτικών στοιχείων, ενώ αποτελεί μέσο εντός του οποίου πραγματοποιούνται χημικές αντιδράσεις. Επίσης με το νερό μετακινούνται εδαφικά υλικά σε άλλες θέσεις επηρεάζοντας επομένως την εδαφογενέση. Αντίθετα η ποσότητα νερού, που μπορεί να συγκρατήσει ένα έδαφος, εξαρτάται από εδαφικές ιδιότητες (π.χ μηχανική σύσταση και οργανική ουσία). Το νερό στο έδαφος προστιθέμενο είτε με φυσικό (βροχές) είτε με τεχνητό (αρδεύσεις) τρόπο δεν παραμένει ακίνητο. Δυνάμεις διαφόρων ειδών επιδρούν σ' αυτό και προκαλούν την κατακόρυφη κίνησή του και όχι μόνο. Η χρησιμότητα του εδαφικού νερού για τα φυτά είναι πολύ μεγάλη. Από το έδαφος τα φυτά παραλαμβάνουν νερό για να αντικαταστήσουν αυτό, που εξατμίζεται από τη φυλλική τους επιφάνεια ως συνέπεια των συνθηκών της ατμόσφαιρας. Η διαπνοή αποτελεί διαδικασία απαραίτητη, γιατί μόνο μέσω αυτής είναι δυνατό να αναπτυχθούν και να αποδώσουν οι καλλιέργειες. Επίσης από το εδαφικό διάλυμα, που περιέχει νερό και ιόντα ή μόρια διαφόρων ενώσεων, γίνεται κυρίως η πρόσληψη των απαραίτητων, για τα φυτά, θρεπτικών στοιχείων. Τέλος όλη η υπάρχουσα εδαφική υγρασία δεν είναι διαθέσιμη για τα φυτά.
Μηχανισμοί συγκράτησης νερού
Το νερό συγκρατείται μέσα στο έδαφος με δεσμούς υδρογόνου. Αυτοί ενώνουν τα θετικά υδρογόνα του μορίου του νερού με το αρνητικά φορτισμένο οξυγόνο καθώς και με τ' άλλα γειτονικά, αρνητικά και πάλι φορτισμένα ιόντα, που μπορεί όμως να είναι και οξυγόνα. Οι δεσμοί υδρογόνου μαζί με τη διπολικότητα, τον πλήρη διαχωρισμό θετικών και αρνητικών φορτίων στο μόριο του νερού, έχουν σαν αποτέλεσμα την εμφάνιση δυνάμεων συνοχής, που συγκρατούν το ένα μόριο του νερού με το άλλο, και την εμφάνιση της συνάφειας ή προσρόφησης, με τις οποίες τα μόρια του νερού συγκρατούνται με τις επιφάνειες των ανόργανων και οργανικών συστατικών του εδάφους. Αποτελέσμα αυτών των δυνάμεων είναι αρχικά η προσρόφηση μορίων νερού από τις επιφάνειες των στερεών εδαφικών συστατικών και στη συνέχεια, λόγω της συνοχής, η δημιουργία μεμβρανών από νερό, που περιβάλλουν τους εδαφικούς κόκκους. Οι μεμβάνες αυτές αποτελούν ένα συνεχές σύστημα, το οποίο δημιουργείται κατά τη διαβροχή του εδάφους, ενώ στη συνέχεια, εφόσον προστεθεί αρκετή ποσότητα νερού, προκαλείται και κίνηση του νερού λόγω της βαρύτητας. Οι δυνάμεις συνοχής και συνάφειας έχουν ως αποτέλεσμα την εμφάνιση του φαινομένου της τριχοειδούς ανύψωσης του νερού, όταν αυτό βρίσκεται σε στενούς εδαφικούς πόρους. Το φαινόμενο οφείλεται στην έλξη, που εξασκείται στο νερό από τις επιφάνειες των εδαφικών τεμαχιδίων, αλλά και στην επιφανειακή τάση. Όσο πιο στενός είναι ο πόρος, τόσο πιο μεγάλη είναι και η ανύψωση. Στη περίπτωση μεγάλου πόρου (αύξηση της ακτίνας καμπυλότητας του σχηματιζόμενου υδάτινου μηνίσκου, έχουμε μίωση της τριχοειδούς ανύψωσης.
Η τριχοειδής ανύψωση εκδηλώνεται ως ανοδική κίνηση του νερού, χωρίς αυτό να σημαίνει βέβαια ότι δεν έχουμε κίνηση του νερού και προς άλλες διευθύνσεις, γιατί προφανώς οι δυνάμεις συνοχής και συνάφειας δρουν αμέσως με τη διαβροχή. Καθώς δηλαδή το νερό εισέρχεται στο έδαφος, η προσρόφηση και η συνοχή δημιουργούν μεμβράνες γύρω στους εδαφικούς κόκκους. Έπειτα, εφόσον συνεχίζεται η τροφοδότηση με νερό, έχουμε δημιουργία, ροής νερού και φαινόμενα τριχοειδούς ανύψωσης, ανάλογα με το μέγεθος των πόρων, που δικαιολογούν την προς τα πάνω κίνηση. Εκτός από την έλξη όμως του νερού από τα στερεά τεμαχίδια, από την οποία συμπεραίνεται ότι τα λεπτόκοκκα εδάφη (αργιλώδη) θα συγκρατούν περισσότερο νερό, δύο ακόμα δυνάμεις συνεισφέρουν στη συγκράτηση και κίνηση του νερού στο έδαφος. Αυτές είναι οι οσμωτικές και οι δυνάμεις βαρύτητας. Το εδαφικό νερό δεν είναι καθαρό, αλλά περιέχει διάφορα ιόντα και διαλυτές ενώσεις, που έλκουν μόρια νερού μέσω δυνάμεων, οι οποίες επειδή οφείλουν τη δημιουργία τους σε διαλυμένες ουσίες που δημιουργούν το γνωστό οσμωτικό φαινόμενο, ονομάζονται οσμωτικές δυνάμεις.
