Capacitate maximă de apă
Capacitatea maximă de apă ( CIM ) este o constantă hidrologică a solului care definește conținutul de apă , în termeni de procent de umiditate, în condiții de saturație .
Relația dintre CIM și porozitate
Valoarea capacității maxime de apă depinde strict de porozitatea totală a solului , deoarece în condiții de saturație apa ocupă întregul volum al spațiilor goale.
Termenul constant nu este pe deplin adecvat, deoarece porozitatea unui sol este supusă variațiilor în funcție de prelucrare și compactare . Această variabilitate este deosebit de evidentă în solurile bogate în coloizi minerali, în special în cele puternic argiloase , unde prelucrarea, în special arătura , crește considerabil porozitatea totală dacă este lucrat în stare de coeziune, adică atunci când sunt uscate. Această creștere a porozității este temporară: în aceleași soluri, porozitatea suferă variații descrescătoare odată cu compactarea sau decantarea spontană a mușchilor în timp, în special în condiții de sol umed și plastic. Rezultă că tratarea capacității maxime de apă ca constantă a unui sol specific necesită determinarea acesteia în condiții normale de funcționare, la o distanță rezonabilă de executarea ultimei prelucrări.
Pe solurile nisipoase , pe de altă parte, inconsistența dintre particule înseamnă că prelucrarea și călcarea afectează porozitatea doar într-o măsură neglijabilă, prin urmare, în aceste soluri, capacitatea maximă de apă poate fi considerată o constantă din toate punctele de vedere. Solurile argiloase și cu textură medie au proprietăți intermediare.
În raport cu textura solului , porozitatea totală depinde de mărimea medie a particulelor solide. Așezarea spațială a particulelor înseamnă că, toate lucrurile fiind egale, solurile cu textură fină au un volum mai mare de spații goale decât cele cu textură grosieră. În general, porozitatea și, prin urmare, și capacitatea maximă de apă, crește trecând de la un sol nisipos la unul cu textură medie, la unul argilos și, în cele din urmă, la unul argilos. De fapt, în acesta din urmă își asumă valori care sunt în jur de 50%, dacă nu chiar mai mari, în timp ce în solurile nisipoase are valori de ordinul 20-30%.
Capacitatea rezervorului
Capacitatea maximă de apă este identificată în capacitatea de rezervor a terenului cu toate aspectele pozitive sau negative asociate acestuia. În cazul ploilor abundente, solul absoarbe o cantitate de apă care depinde de capacitatea sa maximă de apă și de relația dintre intensitatea ploii și permeabilitatea solului. Absorbția apei de ploaie permite apoi eliminarea ei treptată prin percolație profundă și mișcări în pânza freatică . Aspectele practice asociate cu o capacitate ridicată a rezervorului se referă în special la stabilitatea hidrogeologică a teritoriului în solurile înclinate.
În general, solurile cu o capacitate mare de rezervor și suficient de permeabile sunt capabile să elimine cantități mari de apă de ploaie cu infiltrare și percolație în acvifer, împiedicând curgerea suprafeței și fenomenele de eroziune consecvente. Prin urmare, în aceste soluri există o tendință de a crea condițiile care, pe de o parte, limitează scurgerea apei de suprafață și, pe de altă parte, îmbunătățesc permeabilitatea solului la mișcările de apă.
Solurile cu o capacitate mare de rezervor, care sunt în special în condiții de culcare și stratigrafie, pot fi totuși predispuse la alunecări de teren și alunecări de teren . Acest risc apare în special în soluri mai mult sau mai puțin adânci care se află pe un strat de lut slab permeabil. În aceste condiții, inundarea unor cantități mari de apă reprezintă o proprietate negativă: apa nu este eliminată din cauza stratului impermeabil și stratul superior devine considerabil mai greu; această condiție face ca stratul subiacent să acționeze ca o alunecare făcând ca partea superioară să alunece spre vale. În aceste soluri există o tendință de a crea condițiile care favorizează fluxul rapid de suprafață al apei, reglat cu amenajări adecvate ale suprafeței.
Relația dintre CIM și potențialul apei
Când solul este la capacitatea sa maximă de apă, apa este prezentă în trei stări:
- Apă higroscopică. Este apă adsorbită pe suprafața coloizilor , înfășurând particulele solide cu un voal subțire. Este ținut la tensiuni foarte mari.
- Apă capilară. Este apă reținută de fenomene de capilaritate în microporii solului, adică în porii care au un diametru mai mic de 8 μm . Este reținut la tensiuni mai mici decât apa higroscopică.
- Apa gravitațională. Apa este cea care ocupă macroporii, adică porii care au un diametru mai mare de 8 µm. Această fracție este supusă unor tensiuni foarte mici, practic zero.
Pe apa gravitațională, care ocupă cele mai mari spații, particulele solide ale solului exercită interacțiuni foarte slabe sau zero, ușor de depășit de forțe externe (de exemplu forța gravitațională ). Dimpotrivă, poate apărea o condiție opusă prin care, în loc de o presiune (tensiune) negativă, apa exercită o presiune pozitivă. Cea din urmă condiție apare atunci când apa pătrunde activ în rădăcini, în special prin lenticali .
Prin convenție, se presupune că potențialul de apă al solului la capacitatea maximă de apă este egal cu 0. Efectele practice asociate cu această condiție sunt două:
- apa este absorbită de rădăcini fără a depune niciun efort; dimpotrivă, așa cum am menționat anterior, poate apărea o presiune a apei pe rădăcini și, prin urmare, o intrare activă;
- apa este supusă acțiunii gravitaționale și, prin urmare, tinde să se prelingă adânc până la pânza freatică care, la rândul ei, curge în suprafață (râuri, lacuri, mări) sau corpuri subterane de apă liberă.
Importanță practică
Capacitatea maximă de apă nu prezintă prea mult interes, din punct de vedere agronomic, cu excepția scopului determinării capacității rezervorului. De fapt, apa pe care solul o poate umple reprezintă o cantitate mai mare decât cea care poate fi stocată ca rezerva stabilă. Într-un sol bine drenat , apa gravitațională se pierde într-un interval de timp cuprins între câteva ore și câteva zile, în funcție de permeabilitate. De asemenea, trebuie spus că, atâta timp cât este prezentă apa gravitațională, plantele absorb în mod preferențial acest lucru, deoarece sunt supuse unor tensiuni foarte mici.
În mod normal starea solului la capacitatea maximă de apă este doar temporară și apare în timpul ploilor persistente și abundente sau după udare cu metode de irigare gravimetrică ( irigare prin scufundare și curgere de suprafață ).
Persistența capacității maxime de apă, cu excepția unor cazuri specifice (de exemplu irigarea prin scufundare în câmpuri de orez ), trebuie considerată o condiție de mediu nefavorabilă, din moment ce lipsește aportul de oxigen necesar pentru respirația rădăcinilor și a microorganismelor aerobe. . Persistența solului la capacitatea maximă de apă constă, prin urmare, în stagnarea apei subterane, care duce în timpuri mai mult sau mai puțin scurte la fenomene de asfixie radicală, scăderea potențialului redox al solului și, prin urmare, alterarea nutriției minerale, atacuri asupra rădăcinilor prin agenți patogeni de putregai bazal .
Bibliografie
- Luigi Giardini, General Agronomy , ed. A III-a, Bologna, Pàtron, 1986.
- Alda Belsito, și colab., Apa în sol , în chimia agricolă , Bologna, Zanichelli, 1988, pp. 313-331, ISBN 88-08-00790-1 .
