Рослини чутливі як до нестачі вологи в грунтах, так і до її надлишку. При нестачі вологи падає тургурное тиск клітин, втрачається їх еластичність, різко знижується динаміка всіх біохімічних процесів, скорочується поглинання вуглекислоти через продихи, в біомасі накопичуються речовини-інгібітори - все це призводить до падіння біологічної продуктивності або до повної загибелі рослин.
Рослини по-різному пристосовуються до нестачі або надлишку вологи в грунтах. При нестачі води посухостійкі рослини мають підвищену ссуть силу коренів, а також розвивають потужну глибокопроникаючу кореневу систему. Зменшення втрати води відбувається завдяки закриттю продихів, кутікулярной захисту і зменшення транспірірующей поверхні. Багато рослин мають здатність запасати воду.
А.А. Роде відзначав, що міститься в грунтах продуктивна волога в межах від НВ до ВЗ нерівноцінні для рослин щодо її доступності та ефективності для їх росту і розвитку. Найбільшою доступністю відрізняється вода, що знаходиться в межах від найменшої вологоємності до вологості розриву капілярів. Цей інтервал для більшості рослин характеризується оптимальними умовами водозабезпеченості. Від вологості розриву капілярів до вологості в'янення спостерігається уповільнення зростання. Цікава й інша екологічна особливість оптимуму вологості: чим вище вологість грунту, тим менше води треба для створення органічної речовини. При низькій вологості більше води витрачається на створення біомаси, ніж при високій вологості. При ВЗ ефективність використання вологи дорівнює нулю, т. К. Вона вся витрачається на транспірацію.
Рослини, пристосовані до надлишку вологи, можуть утворювати внутрішні повітроносні тканини в коренях (кукурудза, рис). Пристосування до поганої аерації полягає в розвитку неглибокої кореневої системи у верхньому шарі грунту, який краще забезпечується повітрям.
Найважливішою екологічної характеристикою ґрунту є вологість стійкого в'янення або вологість завядания (ВЗ). Вона характеризується коефіцієнтом завядания. Його величина залежить від кількості в грунтах колоїдів і глинистих мінералів. Грунти, багаті гумусом і важкі за механічним складом, відрізняються більш високими значеннями вологості, при яких рослини починають в'януть, ніж грунту піщані і супіщані.
Для грунтознавства характерні такі парадокси: сухий грунт, що знаходиться в кімнаті, містить вологу. Наприклад, в зразку чорнозему вагою 1 кг кількість води досягає 50-60 г (5-6% гігроскопічної води). Її можна визначити висушуванням в термостаті. А вологий грунт злитого чорнозему, що містить в 1 кг 200 г води, фізіологічно є сухий, так як ця вода міцно пов'язана і недоступна для рослин.
Різні рослини починають в'януть при різної вологості, т. Е. Вологість завядания залежить не тільки від властивостей грунту, але і від виду рослин. Усмоктувальна здатність коренів визначає рівень нижньої межі доступної вологи. Рослини-ксерофіти починають в'януть при більш низьких значеннях вологості грунту.
Плодові рослини додатково поглинали з суглинистой і глинистого грунту 16-24%, а з піщаної - 40% того запасу, при якому стійко в'яли все листя соняшнику.
Посухостійкі рослини дозволяють обробляти їх за дуже обмежених запасах ґрунтової вологи. Наприклад, виноград проявляє ознаки масового завядания тільки при вологості, що відповідає максимальній гігроскопічності.
Вологість завядания служить нижньою межею продуктивної вологи. Її визначають безпосередньо, фіксуючи вологість грунту, при якій рослини починають в'януть. Використовуються також величини максимальної гігроскопічності:
де МГ - максимальна гігроскопічність; до - коефіцієнт завядания, що залежить від рослини і типу грунту. В середньому до = 1,50 для важких грунтів і 1,25 - для легких.
У рослин неоднакове ставлення до вологості в'янення.
Надлишок вологи в грунтах, коли вологість перевищує НВ, так само несприятливий для рослин, як і нестача вологи. У затоплених грунтах не міститься повітря. Розчинений у воді кисень, що надходить з атмосфери, швидко споживається верхнім і дуже тонким шаром грунту. У самій же грунті утворюються метан, сірководень, вуглекислий газ і інші отруйні для рослин сполуки. Рослини до деякої міри можуть пристосовуватися до нестачі кисню.
Водні і повітряні властивості грунту тісно пов'язані з її щільністю і механічним складом. При важкому механічному складі і підвищеної щільності об'єм повітря в грунті різко скорочується за рахунок збільшення кількості важкодоступній рослинам вологи.
Неоднакова тривалість виживання різних рослин в умовах перезволоження або затоплення.
Екологічний оптимум вологості грунту для нормального росту і розвитку неоднаковий у різних груп рослин. Наприклад, для чайного куща оптимальна вологість становить 80-90% від НВ. При вологості менше 80% починається уповільнення зростання. Оптимальна вологість для зернових і коренеплодів становить 55-70%, капусти і картоплі - 60-75 і для трав - 65-80% від польової вологоємності заплавних торф'яних грунтів. А маш для оптимального росту вимагає тільки 50% від НВ.
Газова фаза грунтів або грунтовий повітря - це суміш газоподібних речовин, що займає порові простору грунту і знаходиться у вільному, водорастворенних або адсорбованому стані. Грунтовий повітря формується:
· Шляхом заповнення порових просторів повітрям з приземного шару атмосфери;
· В результаті дифузійних процесів, як наслідок відмінності парціальних тисків окремих газів грунтової газової фази і атмосфери;
· Як продукт ґрунтових біохімічних і хімічних процесів, включаючи дихання грунтових організмів.