Strefa występowania

Typy wód

Stan fizyczny wody

Rodzaje wód wg ośrodka skalnego

aeracji

wody higroskopijne
wody błonkowate
wody kapilarne

wody związane

wody porowe
wody szczelinowe
wody szczelinowo-krasowe
wody krasowe

wody wsiąkowe
wody zawieszone

wody wolne

saturacji

wody przypowierzchniowe
wody gruntowe

wody swobodne

wody wgłębne
wody głębinowe

wody naporowe

aeracji

saturacji

A. Wody związane

wody higroskopijne - związane siłami molekularnymi z ziarnami mineralnymi skał. Powstają na drodze

adsorbcji przez ziarna drobin pary wodnej z powietrza. Gęstość 1,2-2,4 g/cm

3

, temperatura zamarzania

-78 st.C. Nie przenoszą ciśnienia hydrostatycznego, nie mają zdolności rozpuszczania, ani zdolności do
ruchu. Mogą otaczać ziarno mineralne częściowo lub całkowicie. Całkowite wysycenie powierzchni
ziarn drobinami wody nazywamy maksymalną wilgotnością higroskopijną;

wody błonkowate (wody adhezyjne) - woda otaczająca błonką ziarna mineralne, powierzchnia których jest

wysycona wodą higroskopijną. Z ziarnem mineralnym wiążą je siły elektryczne przyciągające drobiny
wody. Grubość błonki nie przekracza 0,5 µm. Gęstość wód błonkowatych jest większa niż wody
wolnej, temperatura zamarzania niższa od 0 st.C. Nie podlega sile ciężkości, nie przenosi ciśnienia, ma
ograniczoną zdolność rozpuszczania. Zdolność wiązania wody błonkowatej to wodochłonność
molekularna, a ilość wody błonkowatej w skale to wilgotność molekularna.

Wody strefy aeracji:

wody kapilarne - występują w strefie aeracji w porach i szczelinach o wymiarach kapilarnych. Poruszają

się pod wpływem sił spójności i przylegania tworząc na granicy strefy saturacji i strefy aeracji strefę
wzniosu kapilarnego. Wody kapilarne podlegają sile ciężkości, przekazują ciśnienie, mają zdolność
rozpuszczania, zamarzają w temperaturze nieco niższej od 0 st.C. Wyróżnia się: wodę kapilarną
właściwą - nieoderwaną od wody wolnej w strefie saturacji i wody kapilarne zawieszone - tworzące
soczewki w strefie aeracji;

B. Wody wolne

wody wsiąkowe – ich występowanie związane jest z częstotliwością i wielkością opadów atmosferycznych

oraz przepuszczalności skał w tej strefie. Wody wsiąkowe zapełniają większe tzw. niekapilarne
przestwory skalne i przesuwa się w dół pod wpływem sił grawitacji. Ruch ten występuje po uprzednim
wypełnieniu wszystkich kapilarów glebowych

wody zawieszone – powstają wtedy, gdy w strefie tej występują soczewki skał nieprzepuszczalnych, na

których zatrzymuje się i gromadzi woda wsiąkowa. Woda wolna zawieszona porusza się we wszystkich
kierunkach: wyparowywuje, spływa na wszystkie strony soczewki i w pewnej części przesiąka do wód
gruntowych.

Wody strefy aeracji:

wody zaskórne (wierzchówki) – tworzące się na niewielkich głębokościach (do 2 m) w zagłębieniach
terenu, w dolinach rzecznych i na brzegach jezior wskutek obfitych opadów. Podlegają dobowym
wahaniom temperatury i silnemu parowaniu. Często zanikają w okresach posusznych. Nie tworzą ciągłego
zwierciadła tzn. występują lokalnie, najczęściej w miejscach o pogorszonych warunkach infiltracyjnych.

Wody strefy saturacji:

wody gruntowe – położone poniżej strefy aeracji. Zwierciadło podlega wahaniom sezonowym, naśladuje
formy rzeźby powierzchni (jest współkształtne z powierzchnią ziemi). Obficie zasilają rzeki i jeziora. W
głębszych warstwach wody gruntowe są dobrze przefiltrowane (wody freatyczne – studzienne).

wody wgłębne – położone poniżej spągu warstw nieprzepuszczalnych, zasilane wodami przesiąkającymi
przez szczeliny uskoków tektonicznych, okna hydrogeologiczne. Ze względu na izolację od warunków
zewnętrznych nie podlegają wahaniom temperatury lub zaznaczają się tylko zmiany sezonowe (dla płycej
występujących). Charakteryzują się napiętym zwierciadłem, dostosowanym do kształtu nadległych warstw
nieprzepuszczalnych. Różnica poziomów najniżej i najwyżej położonych punktów zwierciadła umożliwia
powstawanie efektu artezyjskiego i subartezyjskiego.

wody głębinowe – wody uwięzione w warstwach skalnych w przeszłości geologicznej, całkowicie
odizolowane od czynników zewnętrznych. Zazwyczaj są silnie zmineralizowane, niekiedy ogrzane
ciepłem Ziemi.

Zestaw do laboratoryjnego wyznaczania krzywej pF - blok pyłowy Eijkelkamp na
fotografii lewej, komory ciśnieniowe Soil Moisture Ltd.na fotografii prawej

(fot. A. Boczoń)

Retencja wodna gleby (R) jest to ilość wody zatrzymanej przejściowo w warstwie gleby o określonej miąższości.
Wielkość retencji zależy od właściwości gleby

(skład mechaniczny, budowa profilu, właściwości chemiczne gleby,

głębokość wody gruntowej), agrotechniki, przebiegu pogody oraz od miąższości badanej gleby.

Pełna (maksymalna) pojemność wodna (Retencja całkowita – Rc ) odpowiada porowatości absolutnej czyli całkowitej
objętości wszystkich porów glebowych i wyraża ilość wody, jaka mieści się w profilu gleby całkowicie wypełnionym
wodą. Ten stan retencji jest niekorzystny dla rozwoju roślin z powodu braku powietrza w glebie.

Polowa pojemność wodna – PPW (Retencja polowa – Rp) to maksymalna ilość wody, jaka pozostaje po odcieknięciu
wody wolnej (grawitacyjnej) z gleby poprzednio uwilgotnionej do pojemności pełnej. Polowa pojemność wodna danej
gleby jest wielkością stałą i charakterystyczną. Gleby lżejsze mają mniejszą PPW niż gleby ciężkie.

Kapilarna pojemność wodna jest to ilość wody w glebie która wypełnia jedynie jej przestwory kapilarne.

Pojemność wodna w punkcie trwałego więdnięcia (Retencja w punkcie więdnięcia roślin – Rw ) jest to ilość wody
zawartej w glebie podczas nieodwracalnego zwiędnięcia roślin. Jest to dolna granica wyczerpania wody dostępnej dla
roślin. Pozostały zapas wody w glebie jest fizjologicznie nieużyteczny, ponieważ rośliny nie mogą tej wody pobrać.

Potencjalnie użyteczna retencja – PUR (zasob wody użytecznej dla roślin pF 2,2 – pF 4,2) jest jednym z podstawowych
wskaźników waloryzujących właściwości gleb, jej wielkość decyduje o możliwości wegetacji roślin w okresach
międzyopadowych

Nawodnienia wegetacyjne.

Deszczowanie w pierwszym okresie nawodnień sadzonek jednorocznych.

Tabela. Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania siewek w I okresie nawodnień (od kwietnia po siewach do 15 czerwca)

Gatunek

Rodzaj gleby

Od wysiewu do masowych

wschodów

(do początku maja)

Od masowych wschodów

do 15 czerwca

częstotliwość

dawka

brutto

mm

częstotliwość

dawka

brutto

mm

sosna, świerk,
jodła , daglezja,
lipa drobnolistna

piasek słabogliniasty

codziennie

2

co 2 dzień

5

piasek gliniasty lekki

codziennie

2

co 2 dzień

5

piasek gliniasty mocny

codziennie

2

co 2 dzień

5

glina piaszczysta

codziennie

2

co 3 dzień

7

dąb, buk,
lipa szerokolistna

piasek słabogliniasty

codziennie

2

co 3 dzień

7

piasek gliniasty lekki

co 2 dzień

4

co 3 dzień

7

piasek gliniasty mocny

co 2 dzień

4

co 4 dzień

10

glina piaszczysta

co 2 dzień

4

co 4 dzień

10

brzoza, modrzew,
olsza czarna,
jarzębina

piasek słabogliniasty

2 razy dziennie

2

codziennie

2,5

piasek gliniasty lekki

2 razy dziennie

2

codziennie

2,5

piasek gliniasty mocny

2 razy dziennie

2

co 2 dzień

5

glina piaszczysta

codziennie

2

co 2 dzień

5

Nawodnienia wegetacyjne

Deszczowanie w drugim okresie nawodnień sadzonek jednorocznych oraz

wieloletnich

d = 0,1 * w

d

* h [mm]

gdzie:
w

d

- zawartość wody łatwo dostępnej w % objętości gleby,

h- pożądana głębokość zwilżania gleby (cm).

Głębokość zwilżania dla jednolatek w II okresie nawodnień:
w terminie 16VI-30VI ⇒

9

, 10, 11, 12 cm,

w terminie 1VII-10VII ⇒

13

, 14, 15, 16 cm,

w terminie 11VII-31VII ⇒

17

, 18, 19, 20 cm

Głębokość zwilżania dla wielolatek
w I okresie nawodnień ⇒

17

, 18, 19, 20 cm

w II okresie nawodnień ⇒ 22,

23

, 24, 25 cm

Metoda bezpośrednia (krzywa pF)

Rys. Zależność miedzy siłą ssącą gleby a jej uwilgotnieniem (Wo - całkowita ilość wody dostępnej dla roślin,
Wd - ilość wody łatwo dostępnej dla roślin)

wilgotno

ść

[% cz.obj.]

pF

MPa

1.0

2,0

3,0

4,0

5,0

0,001

0,01

0,1

1,0

10,0

3,7

4,2

2,2

Wd

Wo

Punkt trwałego wi

ę

dni

ę

cia ro

ś

lin

Pocz

ą

tek hamowania wzrostu ro

ś

lin

Polowa pojemno

ść

wodna

Rc

PUR

Wykres krzywej pF (dla gleby piaszczystej - po lewej, dla gleby gliniastej - po prawej)

Metoda bezpośrednia (krzywa pF)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

Wilgotność (% objętościowy)

p

F

kontrola

0,5 g/l

2,0 g/l

4,0 g/l

6,0 g/l

MIDL - Multi Interface Data Loger i
zestaw polowych sond pomiarowych
FP/mts – (Field Probe for moisture,
temperature an salinity of soil)

Metoda bezpośrednia

(pomiaru aktualnej wilgotności gleby)

Metoda pośrednia (metoda Somorowskiego)

Tabela. Zawartość frakcji spławialnych, substancji organicznej i wody łatwo dostępnej w glebach mineralnych (wg Somorowskiego)

Rodzaje gleby

Przeciętna zawartość

frakcji spławialnych

substancji organicznej

wody łatwo dostępnej w

d

w % objętości gleby

w % masy gleby

Piasek słabogliniasty

7

2

5,3

Piasek gliniasty lekki

13

2,5

6,7

Piasek gliniasty mocny

17

3

7,7

Glina piaszczysta

33

3

8,4

d = 0,1 * w

d

* h [mm]

gdzie:
w

d

- zawartość wody łatwo dostępnej w % objętości gleby,

h- pożądana głębokość zwilżania gleby (cm).

Dawka jednorazowego polewu netto /d/

Dawka jednorazowego polewu brutto /D/

D

d

k

m m

e

=

(

)

gdzie: d - dawka jednorazowego polewu netto (mm),

k

e

- współczynnik efektywności technicznej deszczowania

Częstotliwość deszczowania

T

d

E

d n i

=

(

)

gdzie: d - dawka jednorazowego polewu netto (mm),

E - dobowe zużycie wody na ewapotranspirację (mm).

Deszczowanie w szkółkach musi uwzględniać wielkość opadów atmosferycznych. Jako opad miarodajny
przyjmuje się jednorazowy opad o wielkości 3 mm, z wyjątkiem jednak tych przypadków, kiedy dawka
polewowa brutto wynosi 2 lub 2,5 mm. Wtedy jako opad miarodajny przyjmuje się te wartości.

Przykład:

gatunki: sosna, dąb, modrzew
gatunek gleby - piasek gliniasty mocny
ś

redni opad roczny 560 mm, wsp. ewapotranspiracji E = 2,7 mm

głębokość zwilżania 12, 16, 21 cm (jednolatki) oraz 21, 26 cm (wielolatki)

Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania w I okresie (jednolatki)

od wysiewu do masowych wschodów - Ia
sosna D = 2 mm, codziennie
dąb D = 4 mm, co 2 dzień
modrzew D = 2 mm, 2 razy dziennie

od masowych wschodów do 15 czerwca - Ib
sosna D = 5 mm, co 2 dzień
dąb D = 10 mm, co 4 dzień
modrzew D = 5 mm, co 2 dzień

Dawki polewowe i częstotliwość deszczowania w II okresie (jednolatki)

głębokość zwilżenia 12 cm
d = 7,7 * 0,10 * 12 = 9,24 mm, D = 9,24 : 0,85 = 11 mm, T = 9,24 : 2,7 = 3,42 ≈ 3,5 dni
głębokość zwilżenia 16 cm
d = 7,7 * 0,10 * 16 = 12,32 mm, D = 12,32 : 0,85 = 15 mm, T =12,32:2,7 = 4,56 ≈ 4,5 dni
c) głębokość zwilżenia 21 cm
d = 7.7 * 0,10 * 21 = 16,17 mm, D = 16,17 : 0,85 = 19 mm, T =16,94:2,7 = 5,99 ≈ 6 dni

oraz wielolatki

a) głębokość zwilżenia 21 cm
d = 7.7 * 0,10 * 21 = 16,17 mm, D = 16,17 : 0,85 = 19 mm, T =16,94:2,7 = 5,99 ≈ 6 dni
b) głębokość zwilżenia 26 cm

d = 7.7 * 0,10 * 26 = 20,02 mm, D = 20,02 : 0,85 = 24 mm, T = 20,02 :2,7 = 7,41 ≈ 7,5 dni