Исследование эволюции почв, изучение особенностей режимов различных почв и почвенного покрова, решение прикладных задач почвоведения, связанных с прогнозированием функционирования и развития почв во многом определяется исследованиями состава почвенного раствора и их динамикой. Почвенная влага, являясь чрезвычайно подвижной и наиболее активной фазой почвы, отражает все взаимодействия, происходящие между всеми составными частями почвы - жидкой, твердой, газообразной и живой. Ее количество, состав и концентрации растворенных веществ, количества взвешенных тонкодисперсных веществ зависят от гидротермических условий и аэрации почвы, и определяются всем комплексом происходящих в почвенной толще процессов: физических, химических, биологических и др. Та часть атмосферной влаги, которая поступает в грунтовые и подземные воды, проходит стадию почвенной влаги, обогащаясь различными соединениями. Существует выраженная цикличность и сезонность количества и состава почвенной влаги, зависящие в первую очередь от климатических и биологических (жизнедеятельность корневых систем растений, микробиоты) факторов.
Жидкая фаза почв представляет собой с позиций физики почв сложную и изменчивую систему и обладает дифференцированностью по составу, по доступности растениям и по подвижности. Для изучения вертикального переноса свободной гравитационной влаги и растворенных в ней веществ как в отдельных почвенных горизонтах и слоях, так и в почвенном профиле в целом широко используется лизиметрический метод. Лизиметрические установки представляют собой определенный объем почвы с четко определенными верхними и нижними границами. По сути, любая почвенная колонка, используемая в том числе в лабораторных условиях, представляет собой лизиметр. Термин «лизиметр» происходит от греческого слова «lisos» - растворение. «Лизиметр - специальный прибор или стационарное сооружение для учета и сбора почвенного раствора. Лизиметры применяются для мониторинговых исследований (оценка явлений переноса веществ, в том числе и загрязняющих) в различных природных ситуациях, в лабораторных экспериментах для изучения явлений переноса веществ (метод почвенных колонн и монолитов), в естественных условиях для исследования эволюции почв, почвенных процессов in situ».
С гидрологической точки зрения лизиметр представляет собой устройство, в котором заключен элементарный участок зоны аэрации с моделью уровня грунтовых вод, что обеспечивает возможность вертикального влагообмена в монолите».
Почва лизиметров является своего рода одномерной физической моделью почвенного покрова, а все лизиметрические установки в той или иной мере преследуют цель сбора информации о проницаемости отдельных горизонтов или всего профиля в целом.
Лизиметрический метод получает все более широкое применение не только в почвенных и агрохимических исследованиях, но и в гидрологии, грунтоведении, мелиорации и физиологии растений. Повышенный интерес к лизиметрам объясняется возможностью вводить в эксперимент контролируемые параметры, использовать лизиметрические установки, как в полевых, так и в лабораторных условиях. По мере усиления антропогенной и техногенной нагрузки на экосистемы круг вопросов, решаемых с помощью лизиметрического метода, значительно расширился и включает задачи исследования экологической обстановки в ландшафте, исследование возможности проникновения различного рода загрязняющих веществ в подземные и грунтовые воды, ведение мониторинговых наблюдений и решение прогнозных задач.
Таким образом, почвы лизиметрических установок являются удобным и информативным объектом физического моделирования многих почвенных процессов, в той или иной мере связанных с вертикальным переносом влаги. Данный метод дает возможность изучения как одного узкого направления, так и целого набора факторов, их взаимное влияние друг на друга. Он позволяет в условиях, близких природным, исследовать многие почвенные процессы, широко экспериментируя с введением или исключением отдельных факторов, позволяет вести всесторонний количественный и качественный учет изменений, происходящих в процессе эксперимента. Однако на сегодняшний день остается масса вопросов, касающихся возможности использования полученных данных лизиметрических экспериментов для прогноза ситуаций в природных условиях. Кроме того, при использовании больших стационарных лизиметрических установок происходит ограждение бокового стока-притока влаги и веществ, а нижняя граница отчетливо дренирует почву, что не является естественным. Насыпные варианты почв требуют значительного времени для стабилизации физико-химических свойств.