10. Типы водного режима почвы

Под водным режимом почвы понимают все процессы, связанные с поступлением влаги, ее расходом, передвижением и изменением ее состояния.В зависимости, от природных условий, почвенного покрова, производственной деятельности человека водный режим на различных почвах складывается по-разному. Выделяют пять типов водного режима почв (Г. Н. Высоцкий, А. А. Роде). 1. Мерзлотный тип — встречается в тундре, таежно-лесной зоне Восточной Сибири, то есть в областях с многолетней мерзлотой. Летом верхний слой почвы оттаивает, насыщается водой, образуется мерзлотная почвенная верховодка, мерзлые нижние горизонты служат водоупором. В течение вегетационного периода верхняя часть почвы насыщена водой.2. Промывной тип характерен для таежно-лесной зоны, где средняя годовая сумма осадков превышает среднюю годовую испаряемость и почва ежегодно, преимущественно весной, во время снеготаяния промывается до грунтовых вод.3. Периодически промывной тип встречается в лесостепной зоне на серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах, где средняя годовая сумма осадков приблизительно равна средней годовой испаряемости. Промывание толщи почвы до грунтовых вод происходит периодически. 4. Непромывной тип наблюдается в степных зонах (характерен для черноземов степей, каштановые и бурых почв, сероземов), где средняя годовая сумма осадков меньше средней годовой испаряемости. Влага в почву проникает на глубину 1—2 м и не более 4 м. Между увлажняемым слоем и верхней границей грунтовых вод залегает слой с постоянной низкой влажностью («мертвый» горизонт). 5. Выпотной тип создается в областях, где испаряемость значительно превышает сумму осадков, но грунтовые воды близко подходят к поверхности и испаряются («выпотевают»)

11. Воздушные свойства почвы

Благодаря пористости почва обладает воздухопроницаемостью. Воздухопроницаемость — свойство почвы пропускать воздух через поры, не занятые водой. Общий объем почвенных пор выше наи­меньшей влагоемкости (капиллярно-подвешенной влаги) называ­ют воздухоемкостью, а общий объем пор, свободных от влаги,— воздухосодержанием, или порочностью аэрации. Воздухоемкость и воздухосодержание выражаются в процентах от объема почвы. Воздушные свойства почвы зависят от влажности, объемной плотности, механического состава, структурности почвы. Благода­ря воздухопроницаемости и порозности аэрации почвы в том или ином количестве содержат почвенный воздух. Почвенный воз­дух — газы, находящиеся в порах почвы, свободных от влаги; со­держание его выражается в процентах от объема почвы и изме­няется в зависимости от динамики влажности почв в данной мест­ности. Почвенный воздух хорошо дренированных почв содержит, %: азота — 78, кислорода — 21, аргона — 0,9, углекислого газа — 0,03. По составу он мало отличается от атмосферного (в нем больше углекислоты и меньше кислорода). В зависимости от пористости, влажности, состава растений, количества органических веществ, микроорганизмов содержание O2 и СО2 в почвенном воздухе может меняться от 0 до 20 %. Раз­личия в концентрации O2 и С02 определяются интенсивностью использования О2, поступлением С02 и быстротой газообмена между атмосферным и почвенным воздухом — аэрацией. Аэрация, или газообмен почвенного воздуха с атмосферным, осуществляется благодаря воздухопроницаемости почвы. Переме­щение молекул происходит вследствие различия парциального давления газов (диффузии). Процесс диффузии газов в самой почве происходит в 5—20 раз медленнее, чем в атмосфере. На аэрацию оказывает влияние поступление влаги в почву, которая вытесняет воздух в атмосферу. Значительное влияние на газообмен оказывают верховодка и близколежащие (1,5—2,0 м) грунтовые воды с переменным уров­нем. При подъеме уровня воды воздух, обогащенный углекисло­той, выталкивается в атмосферу, а при опускании уровня воды происходит втягивание атмосферного воздуха, обогащенного кис­лородом. Аэрация усиливается благодаря изменению температу­ры и барометрического давления атмосферы. Нагревание почвы сопровождается расширением газов и их выходом в приземной слой воздуха, то же самое происходит при уменьшении атмо­сферного давления. И, наконец, газообмен почв усиливается при действии ветра в приземном слое, обычно занятом той или иной растительностью. Значение почвенного воздуха и аэрация для почвенных про­цессов, жизнедеятельности растений и микроорганизмов опреде­ляется составом почвенного воздуха и, в частности, соотношением; кислорода и углекислоты. Значительная часть почвообразовательных процессов, связан­ных с разложением органических веществ, сопровождается окис­лительными процессами, активной микробиологической деятель­ностью. Поэтому самые верхние органогенные горизонты погло­щают значительное количество кислорода. Так, лесная подстилка способна поглотить кислорода до 400 мл на 1 кг, гумусовые гори­зонты поглощают от 0,5 до 3 мл на 1 кг абсолютно сухого веще­ства, а нижние горизонты подзолистых почв — десятые и сотые доли миллилитра. Поглощается кислород и растущими корнями растений, ми­кроорганизмами. При этом во всех случаях в почвенный воздух выделяется углекислый газ. При недостатке кислорода создаются анаэробные условия, замедляются процессы разложения органи­ческих веществ, изменяются группы микроорганизмов, изменяется валентность Fe и Mg, начинаются процессы оторфовывания, оглеения, разрушения почвенной структуры с образованием плотных горизонтов. Анаэробные условия складываются в почвах при содержании кислорода 2,5—5 % или если его меньше 5,5 см3 в 1 кг почвы. При недостатке кислорода в почве изменяются интенсивность и направление почвообразования, а почвенный воздух насыщается недоокисленными соединениями (метан, сероводород, ароматичес­кие вещества) и главным образом углекислотой, содержание которой может достигать 15—20 % объема. Находящийся в почвах углекислый газ способствует образо­ванию (при реакции рН>5) бикарбонатов. При реакции среды рН<5 углекислый газ способствует растворению карбонатов и, по-видимому, образуя угольную кислоту, может участвовать в процессах химического и биохимического выветривания, способ­ствуя перемещению различных веществ по профилю почв. При недостатке кислорода прекращается рост корней, проростков, элементы питания становятся недоступными, а изменяющиеся физические условия в почве приводят к прекращению роста рас­тений и потере почвенного плодородия. Для обеспечения наилучших условий газового состава почвен­ного воздуха, аэрации, роста растений и развития микроорганиз­мов необходимо, чтобы порозность аэрации верхних горизонтов почвы находилась в пределах 15—20 % объема почвы. Соотноше­ние в почвах О2 и СО2 постоянно изменяется в связи с сезонными и годовыми циклами развития растений и климатическими фак­торами.Улучшение воздушного режима почвы прямо связано с агро­техническими приемами по регулированию физических свойств почв и водного режима. Повышение аэрации почв достигается уменьшением увлажнения верхних горизонтов. Однако для роста растений требуется оптимальное соотношение между почвенным воздухом и влагой, что достигается лишь в хорошо оструктуренных почвах добавлением органических удобрений при вспашке. Хороший эффект дают осушение болот, создание микроповыше­ний и лесомелиоративных насаждений.