12. Почвенный воздух: состав, состояния, свойства.
Почвенный воздух (ПВ) – смесь газов и летучих органических соединений (спирты, альдегиды), заполняющих поры почвы, свободные от воды.
Почвенный воздух может находиться в 4 состояниях:
1) Свободный ПВ – находится в крупных капиллярных и некапиллярных порах почвы, свободно перемещается в ней, обеспечивает аэрацию почв и газообмен между почвой и атмосферой.
2)Защемленный ПВ – находится в порах со всех сторон изолирован водными пробками. Это воздух неподвижен, не участвует в газообмене и препятствует фильтрации воды в почве. Вырываясь, может разрушить структуру почвенной системы.
3)Адсорбированный ПВ – газы и летучие органические соединения, адсорбированные на поверхности почвенных частиц . Чем более дисперсна почва, тем больше адсорбированных газов она содержит.
4)Растворенный
ПВ – газы,
растворенные в почвенной воде. Количество
растворенных газов подчиняется закону
равновесия Генри:
С – массовая концентрация газа
Р – парциальное давление
λ – коэффициент растворимости газа в воде.
Воздушные свойства
1)Воздухоемкость – максимальное количество, кот может быть в почве, выраженное в объемных %.
Зависит от гранулометрического состава и степени окультуривания почвы.
Бывает 2 видов: капиллярная – количество ПВ, размещенного в капиллярных порах; некапиллярная – воздухоемкость межагрегатных пор (трещин, ходов червей, корней).
2)Воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух. Это свойство определяет скорость газообмена между почвой и атмосферой.
3)Аэрация – процессы обмена ПВ с атмосферой. Основная причина газообмена – диффузия – перемещение газов в соответствии с парциальным давлением.
13. Воздушный режим почв.
Воздушный режим почв - совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, его передвижения в ней и расхода, а также явлений обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потреблением и выделением отдельных газов живыми организмами почвы.
Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой, многолетней изменчивостям, он находится в прямой зависимости от различных свойств почвы, погодных условий. Улучшение воздушного режима особенно важно там, где распределены почвы с временным избытком увлажнения, а также при с/х использование болотных почв. Оптимальный воздушный режим в основном зависит от увлажнения почвы и от всех приемов, влияющих на нее (орошение, осушение).
14. Тепловые свойства и тепловой режим почв.
Главным источником тепла в почву явл. энергия Солнца. Но некоторое кол-во тепла почва получает из глубинных слоев земли. А также за счет хим., биол., радиоакт. процессов, протекающих в верхних слоях литосферы. Часть, поступ. к пов-ти почвы солн. энергии поглощается почвой и, преобразуясь в тепло, нагревает ее, а часть отраж-ся поверх-ю и почв. покровом. Почва отдает тепло в атмосферу, если t ее пов-ти выше, чем t приземного слоя воздуха.
К тепловым свойствам почвы относ-ся: 1) теплопоглотит. спсобность- это спос- ть почвы поглощать лучистую энергию солнца. Эта способность зависит от цвета, влажности, выровненности пов-ти, от растит. покрова.2) теплоемкость- свойство почвы поглощать тепло. Хар-ся кол-вом тепла, изм. в Дж (кал), необходимого для нагревания единицы массы зависит от минер. состава, от содерж. орг. вещ-ва, от влажности и пористости. для повыш. t влажной почвы требуется больше тепла, чем для сухой. 3)теплопроводность- способность почвы проводить тепло. От нее зависит скорость передачи тепла от одного слоя к другому => и способность почвы быстрее или медленнее нагреваться и охлаждаться в опред. толще ее профиля. Измеряется количеством тепла в Дж, кот. Проходит за 1 с через 1 см2 почвы, толщиной в 1 см. В целом совокупность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла, назыв. тепловым режимом почвы.ваться и охлажаться в опред. 3)теплопроводность- способность почвы проводить тепло.От нее залажной почвы требуется больше тепла, чем для сухой, т.е. торфа 0,477, глины 0,233 калл и песка 0,196 =ство из них имеют низкую
Основным показателем теплового режима почвы, кот. характеризует ее тепловое состояние, явл. температура генетических горизонтов почвы. По мере нагревания пов-ти почвы происходит передача тепла и в более глубокие слои. Годовой ход от температур имеет 2 периода: летний и зимний. На годовые изменения t почвы оказ. влияние растительность, предохраняя пов-ть почвы от резких колебаний t. В регионах со снежными холодными зимами сильное влияние на температурный режим оказывают промерзание, оттаивание почвы, а также мощность и продолжительность снежного покрова. Почва начинает промерзать только при t несколько ниже 00, т.к. в почвенном р-ре содержатся растворимые вещ-ва, понижающие t замерзания. Глубже промерзают северные склоны, на меньшую глубину-южные. При промерзании в почве идет поток парообразной и жидкой влаги к фронту промерзания. Оттаивание происходит двумя способами:
1. Идет снизу. Заканчивается до схода снега. При этом мерзлая прослойка исчезает у поверхности почвы и талая вода лучше проникает в почву.
2. оттаивание начинается снизу, а затем одновременно и сверху и снизу.
В зависимости от средней годовой t и длительности промерзания почвы выделяют 4 типа режима почв. 1 тип: мерзлотный (хар-рен для местности, где средне-годовая t профиля почвы имеет отриц. показатель ( вост.-сиб. мерзлотно-таежная область. 2 тип: длительно-сезонно- промерзающий.Он проявляется на территориях, где преобладают положит. средне-годовые t почвенного профиля. 3 режим: сезонно-промерзающий тип- он отличается положит. средне-годовой t почвенного профиля. 2 и 3 типы свойственны большей территории РФ. 4 тип: непромерзающий. В этом случае промерзание почв не наблюдается. Это южно - европ. зона и зона субтропиков.
15. Химический состав почв.
Оказывает значение на плодородие. Он определяет свойства почвы, которые имеют значение для растений. В процессе почвообразования происходит трансформация хим. состава исходных почвообразующих пород. Это связано с рядом почвенных процессов: 1. переход хим. элементов из одних соединений в другие, в связи с разрушением минералов; 2. поступление элементов из атмосферы с осадками; 3. вынос элементов, нисходящих движениям воды, и далее в гидрографическую сеть; 4.циклическое вовлечение элементов в биологический круговорот веществ.
Азот в почвах. Валовое содержание азота от 0,1 – 0,5 %. В почвообразующих породах азота почти нет. В почве азот находится в составе органич. вещества – гумуса и составляет от 1/20 до 1/40 части его процентного содержания. Однако, этот азот растениям недоступен. Но в течение теплого периода года часть гумуса (ок. 1-2 %) минерализуется, т.е. разлагается микроорганизмами. Фосфор в почвах. В определенной мере является дефицитным элементом, т.к. в мире запасы фосфоритного сырья для пр-ва фосфорных удобрений невелики. Содержание валового фосфора в почвах низкое (от 0,05-0,25 %), т.е. 1-5 т/га (в пахотном слое). Кроме того, основное количество фосфора для растений труднодоступно. PO4, H2PO4, HPO4- в этом виде. Естественных путей возобновления запасов фосфора нет. Часть фосфора находится в твердой фазе в адсорбированном состоянии, а также в виде H2PO4. Калий в почвах. Валового калия в почвах больше, чем азота и фосфора вместе взятых (ок. 1,5-2,5 %) -30-50 т/га. Зависит от минералогического, гранулометрического составов и содержание гумуса. Основное количество калия также находится в труднодоступной для растений форме. Основными источниками усвояемого калия являются обменно-поглотительные и водорастворимые формы.