2. Газовый состав почвенного воздуха. Газообмен с атмосферой.
В составе атмосферного и почвенного воздуха различают макро- и микрокомпоненты. Атмосферный сухой воздух обычно содержит 78.08% азота, 20.95% кислорода, 0.93% аргона и 0.03% углекислого газа. А вот микрокомпоненты, или примеси, не превышают по содержанию 0.1 ppm (ppm — «part per million», промилле, одна тысячная часть к объему или весу. Среди микрокомпонентов атмосферного воздуха могут присутствовать различные газы: метан, окись углерода, соединения серы, азота, пары летучих органических соединений. Несмотря на разнообразную человеческую деятельность, атмосферный воздух все же характеризуется относительным постоянством состава. А вот состав почвенного воздуха весьма динамичен. Изменения содержания макрокомпонентов весьма велики: О2 — от 20.9 до 0.05%, СО2 — от 0.03 до 20%. Такие значительные колебания определяются динамикой содержания углекислого газа, которое может повышаться во много раз за счет прежде всего биологических процессов и в меньшей степени из-за химических процессов, связанных с окислением различных соединений, выпадением осадка при карбонатно-кальциевых взаимодействиях и проч.
Важно, что сумма этих газов остается практически всегда близкой к 21%. Поэтому, определив содержание О2, можно практически без ошибок по разности определить и содержание О2. Хотя, конечно, лучше определять их раздельно, так как в почве иногда и очень кратковременно могут создаваться условия, когда указанное постоянство суммы не выдерживается. Например, при поливах очень сухой почвы, когда интенсивно начинает «работать» почвенная биота, при попадании в почву вод, содержащих растворенные газы и др., — т.е. в неравновесных, крайне недолговременных процессах.
Общее же правило действует для условий, близких к равновесию, более характерных для почвенных процессов: % О2 + % СО2 21 % .
Таким образом, определяющими факторами пространственного распределения СО2 в профиле являются (1) активность микробиоты (источник) и (2) газообмен с атмосферным воздухом и «стекание» СО2 вниз — это стоки. На основе этих процессов формируется повышенная концентрация СО2 на глубине 30 см — газообмен здесь снижен по сравнению с верхними слоями, и наряду с собственным «производством СО2» сюда же «стекает» и СО2 из верхнего слоя.
В годовом цикле и для больших глубин эти процессы, в особенности процесс физического «стекания» в нижние глубинные слои, выглядит весьма впечатляюще (рис. XIII.3).
7 7, 19. . Гранулометрический состав почвы.
19. Гранулометрический состав почв. Классификация почв по гранулометрии.
2. Фракции элементарных почвенных частиц
В почве представлены частицы совсем тонкие — илистые, а также крупные — гравий (1—3 мм) и каменистая часть почвы (>3 мм). Между этими частицами расположена область пылеватых и песчаных частиц. Илистые, как правило, имеют размеры <0.001 мм. Эта целая область очень мелких, тонких частиц, куда входят и коллоиды (<0.0001 мм). Выделенные по размерам диапазоны (ил, гравий, каменистая часть и др.) называют фракциями гранулометрических элементов, а относительное содержание выделенных фракций — гранулометрическим составом почв.
Гранулометрический (механическим — устаревшее) состав (почвенная текстура) почв и почвообразующих пород — относительное содержание в почве элементарных почвенных частиц различного диаметра, независимо от их минералогического и химического состава. Гранулометрический состав выражается прежде всего в виде массовых процентов фракций гранулометрических частиц различного размера.
Одна из первых попыток разделить весь диапазон встречающихся почвенных частиц была сделана шведским исследователем Альбертом Аттербергом в 1912 г. Он изучал физико-механические свойства (липкость, пластичность) частиц различного размера. Оказалось, что при достижении размеров 0.002, 0.02 и 0.2 мм некоторые свойства частиц, в частности липкость, изменяются довольно резко.
В российской классификации границы фракций иные, более подробные.
Российскую классификацию частиц по фракциям разработал Н.А.Качинский, она носит его имя.
Выделение фракций гранулометрических элементов позволило сравнивать, классифицировать и оценивать почвы по гранулометрическому составу на основе преобладания тех или иных фракций, в частности выделять «тяжелые» и «легкие» почвы по гранулометрии.
