Чтобы растения нормально росли и развивались, чтобы были обеспечены благоприятные условия для почвообразовательных процессов, вода и воздух в почве должны находиться в определенном соотношении. Это зависит от поступления в почву воды и воздуха, их передвижения и расходования, т. е. от водно-воздушного режима.
В почву поступают атмосферные осадки, она увлажняется грунтовыми водами, в почвенных порах конденсируются водяные пары, находящиеся в почвенном воздухе. В орошаемом земледелии почва увлажняется в основном поливной водой.
Воздух поступает в почву из атмосферы. Его количество и обмен с атмосферой тесно связаны с водным режимом почвы, так как вода и воздух занимают в почве промежутки между ее твердыми частицами. Чем больше в ней воды, тем меньше воздуха, и наоборот. Вот почему водный и воздушный режимы почвы обычно рассматривают во взаимосвязи.
Количество воды неодинаково в почвах разных типов и разного механического состава. Оно обычно выражается в процентах к массе абсолютно сухой почвы (влажность почвы).
Различают связную и свободную почвенную воду. Связная вода в основном входит в состав почвенных минералов, а также прочно удерживается частицами почвы благодаря силам поверхностного натяжения, поэтому она недоступна растениям.
Свободная почвенная влага используется растениями. Она наполняет капиллярные и более крупные, некапиллярные поры почвы. Капиллярная влага под воздействием капиллярных сил может подниматься в верхние горизонты почвы. Это имеет большое агрономическое значение: при расходе влаги из верхних слоев почвы ее запасы пополняются благодаря подъему воды по капиллярам из нижних слоев (водоподъемная способность почвы). Капиллярная влага поднимается на большую высоту в глинистых почвах.
Вода, находящаяся в крупных, некапиллярных порах почвы, передвигается только под воздействием силы тяжести. От величины некапиллярной пористости (скважности) в основном зависит водопроницаемость почвы, т. е. способность впитывать и пропускать через себя определенное количество воды за единицу времени.
При малой водопроницаемости дождевая и особенно талая вода не успевает впитываться в почву, стекает по уклонам, унося с собой мелкие почвенные частицы, вызывая эрозию почв. При отсутствии стока вода застаивается на поверхности поля, закрывая доступ воздуха в почву. Это приводит к угнетению растений, даже к гибели (например, вымокание озимых культур весной) и нежелательным почвенным процессам. У бесструктурных глинистых почв низкая водопроницаемость, а у песчаных — высокая.
Вода, поступив в почву, удерживается в ней. Свойство почвы удерживать влагу называется влагоемкостью. Чем выше влагоемкость почвы, тем надежнее снабжение растений водой. Почвы с высоким содержанием гумуса и мелких глинистых частиц обладают большой влагоемкостью. Песчаные, малогумусные почвы имеют низкую влагоемкость. Однако, когда почва полностью насыщена водой (полная влагоемкость) , в ней отсутствует воздух, что отрицательно влияет на культурные растения. Воздух необходим корням растений и микроорганизмам. Аэрация — обмен воздуха в почве — зависит в основном от наличия в ней крупных, некапиллярных пор. Плодородная почва отличается хорошей водопроницаемостью и повышенной влагоемкостью.
Наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы создается тогда, когда она насыщена влагой примерно до 70—80% полной влагоемкости. Такой режим наблюдается на структурных, богатых гумусом почвах, например черноземах.
Водно-воздушный режим тесно связан с пищевым и тепловым режимами почвы, так как растения потребляют питательные вещества только растворенными. Поэтому почвенную влагу часто называют почвенным раствором.
В зависимости от почвенно-климатических условий в нашей стране различают 3 зоны увлажнения: влажная — осадки за год превышают испаряемость; засушливая — осадки меньше испаряемости; сухая — испаряемость значительно превышает осадки.
Для регулирования водно-воздушного режима почвы в современном земледелии применяют агротехнические, мелиоративные и другие мероприятия (см. Снегозадержание, Защитные лесные насаждения, Мелиорация земель).
Во всех зонах увлажнения для обеспечения благоприятного водно-воздушного режима огромное значение имеют севообороты и своевременная и правильная обработка почвы.