54. Типы водного режима.

Основным показателем, характеризующим водный режим почв различных климатических зон, является коэффициент увлажнения (КУ) — отношение количества осадков, выпадающих на поверхность почвы в течение одного года, к количеству воды, испаряющейся из нее за тот же период. Коэффициент увлажнения почв разных почвенно-климатических зон находится в пределах 0,1...3,0. Чем он выше, тем большими запасами влаги обладает почва.

Основные типы водного режима подробно описаны в 53 пункте

55. Воздушные свойства и воздушный режим почв.

Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.

Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой изменчивости и находится в прямой зависимости от свойств почв (физических, химических, физико-химических, биологических), погодных условий, характера растительности, возделываемой культуры, агротехники.

Важным показателем воздушного режима почв является динамика СО₂ и О₂ в почвенном воздухе

Наиболее важными воздушными свойствами почв являются воздухоёмкость, воздухопроницаемость, аэрация.

Максимальное количество воздуха, которое может быть в почве, выраженное в объёмных процентах, называют общей воздухоемкостью почв.

Она зависит от гранулометрического состава, сложения, оструктуренности почв. Различают капиллярную и некапиллярную воздухоёмкость.

Капиллярная воздухоёмкостьхарактеризует количество почвенного воздуха, размещенного в почвенных порах. Некапиллярная воздухоёмкость, или порозность аэрации, – воздухоёмкость межагрегатных пор, трещин, ходов червей, корней. Она связана со свободным почвенным воздухом, имеет особое значение для аэрации.

Способность почвы пропускать через себя воздух называют воздухопроницаемостью. Это свойство определяет скорость газообмена между почвой и атмосферой. В естественных условиях воздухопроницаемость изменяется в широких пределах – от 0 до 1 л/с и выше. Процессы обмена почвенного воздуха с атмосферным называют аэрацией или газообменом. Газообмен осуществляется через систему воздухоносных пор почвы, которые сообщаются между собой и с атмосферой. Он зависит от изменения температуры почвы, количества влаги, орошения, испарения, давления, уровня грунтовых вод.

Поступление в почву влаги с осадками или при орошении вызывает сжатие почвенного воздуха, его выталкивание наружу и засасывание атмосферного воздуха. Наиболее важным фактором в перемещении воздуха почвы является диффузия. Под диффузией понимают перемещение газов в соответствии с их парциальным давлением. Под её влиянием создаются условия для непрерывного поступления О₂в почву и выделения СО₂в атмосферу.

56. Тепловые свойства и тепловой режим почв.

Приток лучистой энергии к поверхности почвы зависит от широты, рельефа, времени года, суток и состояния атмосферы (ясно, пасмурно). В Северном полушарии суммарный приток солнечной радиации увеличивается с севера на юг. Наибольший приток тепла получают южные склоны, наименьший –северные. К тепловым свойствам почвы относятся теплопоглотительная способность, теплоёмкость, теплопроводность.

Теплопоглотительная способность– способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца. Она характеризуется величиной альбедо (А).Альбедо– количество коротковолновой солнечной радиации, отраженной поверхностью почвы и выраженное в % общей величины солнечной радиации, достигшей поверхности. Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации. Оно зависит от цвета, влажности, структурного состояния, выравненности поверхности почвы и растительного покрова. Примеры альбедо различных почв и растительного покрова:

• Чернозем сухой 14 %

• Чернозем влажный 8 %

• Серозем сухой 25–30 %

• Серозем влажный 10–12 %

• Травы зеленые 26 %

• Травы сухие 19 %

Темные почвы поглощают солнечной радиации больше, чем светлые, влажные – больше, чем сухие.

Теплоёмкость– свойство почвы поглощать тепло. Характеризуется количеством тепла в джоулях (калориях), необходимого для нагревания единицы массы (1 г) на 1^оС. Это весовая, или удельная теплоёмкость. Количество тепла, необходимого для нагревания 1 см³ – объёмная теплоёмкость. Она зависит от многих составляющих: минералогического и гранулометрического составов, содержания органического вещества, влажности, пористости и содержания воздуха. Теплоёмкость воды равна

1 кал, торфа – 0,477 кал, глины – 0,233, песка – 0,196кал. Вода наиболее теплоёмкий компонент почвы. Влажные почвы медленнее нагреваются и медленнее остывают, тем сухие. Глинистые почвы как более теплоёмкие во влажном состоянии, нагреваются весной медленнее, чем песчаные. Осенью они медленнее охлаждаются и становятся теплее песчаных. Изменяя пористость и влажность поливами и обработкой, можно регулировать температуру почвы.

Теплопроводность– способность почвы проводить тепло. От нее зависит скорость передачи тепла от одного слоя к другому. Она измеряется количеством тепла в джоулях (калориях), которое проходит за 1 с через 1 см² слоя почвы толщиной в 1 см. отдельные составные части почвы имеют разную теплопроводность. Минимальной теплопроводностью обладает воздух – 0,00006 кал, затем торф – 0,00027кал, и вода– 0,00136 кал. Теплопроводность минеральной части почвы в среднем в 100 раз выше, чем воздуха, и в 28 раз выше, чем воды.

В почвах в порах присутствуют воздух и вода, поэтому теплопроводность зависит от влажности и содержан6ия в порах воздуха. Поэтому, чем влажнее почва, тем выше её теплопроводность, а чем рыхлее, тем ниже.

Каждый почвенный тип в соответствии с зональностью поступления солнечной радиации, распространением растительности характеризуется определенным температурным режимом.

В настоящее время принята следующая систематика тепловых режимов почвы (В.Н. Димо, 1972):

1) мерзлотный тип характерен для территорий с многолетней мерзлотой, где среднегодовая температура профиля почвы отрицательная, преобладает процесс охлаждения. Сезонное промерзание и оттаивание наблюдается до верхней границы многолетнемерзлых пород. Распространен в Евроазиатской полярной и Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной почвенных областях.

2) длительно сезоннопромерзающий тип характерен для областей, где преобладает положительная среднегодовая температура почвенного профиля, длительность промерзания не менее 5 месяцев. Глубина проникновения отрицательных температур не менее 1 м, но до многолетнемерзлотных пород не доходит (их может и не быть).

3) сезоннопромерзающий тип отличается положительной годовой температурой; вечная мерзлота отсутствует, промерзание почвы продолжается не более 4 – 5 мес.

4) непромерзающий тип имеет положительную среднегодовую температуру по профилю, промерзание почв не проявляются даже в самый холодный месяц. Наблюдается в областях субтропических, тропических поясов, теплая европейская часть умеренного пояса.