Минералогический состав почв. (Минералогический состав почвообразующих пород. Общий химический состав почв и его динамика по профилю почвы)
Минералогический состав почвы определяет вещественный состав твердой фазы, включающей минеральную и органическую части. В гумусовых горизонтах преобладает минеральная часть, в глубоких - её доля максимальна.
Почва наследует химический и минералогический состав материнской породы. Основные элементы: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, калий, натрий, магний и др. Химические элементы формируют минералы, а те - горные породы.
Минералы делятся на первичные (магматические) и вторичные (экзогенные). Первичные образуются из магмы (кварц, полевые шпаты, слюды), преобладают в крупных фракциях и являются резервом зольных элементов. Вторичные формируются из первичных или растворов (соли, оксиды, глинистые) и влияют на засоление, поглощение, водно-физические свойства.
Первичные минералы - основа магматических пород, преобладают в почвах (кроме ферраллитных). Частицы крупнее 0,001 мм. Распространены кварц, полевые шпаты, амфиболы и слюды. Кварц наиболее устойчив, полевые шпаты - второй по распространенности. Первичные влияют на свойства почв, являются источником элементов и участвуют в образовании вторичных минералов.
Вторичные минералы включают соли, оксиды и гидроксиды, глинистые (определяют засоление, поглощение, свойства). Есть растворимые минералы (соли), переходящие между раствором и твердой фазой.
Общий химический состав почв включает минеральные, органические и органоминеральные вещества. Минеральная часть из литосферы, органические из биоты, органоминеральные из почвообразования. Валовый состав почвы стабилен, изменения связаны с переносом веществ и деятельностью биоты.
Динамика химического состава по профилю почвы: В элювиально-иллювиальных почвах наблюдается дифференциация: элювиальный горизонт обеднен Al2O3 и Fe2O3, а иллювиальный - обогащен.
В
ода
в почве. (Категории (формы) и состояния
почвенной воды, рис. Водоудерживаюшая
способность и влагоемкость почвы.
Водопроницаемость почв. Водоподъемная
способность почв. Поведение и состояние
воды в почве. Водный режим почвы. Сосущая
сила почвы. Доступность почвенной воды
для растений)
Категории (формы) и состояния почвенной воды
Вода в почве может находиться в трех состояниях:
Парообразная вода содержится в почвенном воздухе, поступает из атмосферы и образуется при испарении жидкой воды и льда. Она свободно перемещается из более влажных в менее увлажненные участки, а также из зон с большей температурой в зоны с меньшей. Несмотря на небольшое практическое значение, в засушливых районах парообразная влага может аккумулировать до 10–14 мм влаги в зимнее время.
Твердая вода (лед) непосредственно не используется растениями, но может служить резервом для доступной влаги (жидкой и парообразной).
Жидкая и парообразная вода подвергаются воздействию сил гравитации, молекулярного притяжения и сил притяжения между молекулами воды.
Связанная и свободная формы почвенной воды
В жидкой и парообразной воде выделяют связанную (химически и физически) и свободную (капиллярную и гравитационную) формы.
Связанная
Химически. Химически связанная вода включает кристаллизационную (входит в состав минералов в виде целых молекул) и конституционную (входит в состав минералов в виде гидроксильных групп). Она не участвует в физических процессах в почве и недоступна растениям.
Физически. Физически связанная (сорбированная) вода удерживается на поверхности почвенных частиц силами сорбции. Подразделяется на прочносвязанную (гигроскопическую), поглощенную из парообразного состояния (недоступна растениям), и рыхлосвязанную (пленочную), удерживаемую слабее и частично доступную растениям.
Свободная
Свободная вода не связана силами притяжения с почвенными частицами, доступна растениям и передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил.
Капиллярная. Заполняет тонкие поры почвы и передвигается под влиянием капиллярных сил. Выделяют капиллярно-подвешенную (формируется сверху), капиллярно-подпертую (поднимается от грунтовых вод) и капиллярно-посаженную (удерживается на границе слоев). Капиллярная вода – основной источник водного питания растений.
Гравитационная вода. Заполняет некапиллярные поры, передвигается вниз под действием силы тяжести, является источником питания грунтовых вод или переходит в другие формы. Она легкодоступна, но избыточна для растений.
Водоудерживающая способность и влагоемкость почвы
Водоудерживающая способность — это способность почвы удерживать воду от стекания. Количественной характеристикой является влагоемкость – способность поглощать и удерживать воду. Выделяют:
максимальную адсорбционную влагоёмкость (МАВ) - соответствует прочносвязанной воде;
максимальную молекулярную влагоёмкость (ММВ) - характеризует рыхлосвязанную воду;
капиллярную влагоёмкость (КВ) - определяет наибольшее количество капиллярно-подпертой воды;
наименьшую (НВ) или полевую влагоёмкость (ПВ) - максимальное количество капиллярно-подвешенной влаги после стекания избытка
полную влагоёмкость (ПВ) - когда заполнены все поры (соответствует порозности почвы).
Дефицит влаги - разница между НВ и фактической влажностью.
Водопроницаемость почв
Водопроницаемость — это способность почвы впитывать и пропускать воду. Выделяют два этапа: впитывание (характеризуется коэффициентом впитывания) и фильтрация (характеризуется коэффициентом фильтрации). В ненасыщенных почвах используют коэффициент водопроводимости (влагопроводности), который зависит от влажности почвы.
Водоподъемная способность почв
Водоподъемная способность – это свойство почвы вызывать восходящее передвижение воды за счет капиллярных сил. Высота подъема воды зависит от гранулометрического и структурного состава почвы, её порозности. В тяжелых и неструктурных почвах высота подъема больше, а скорость - меньше.
Поведение и состояние воды в почве. Водный режим почвы
П
оведение
воды в почве подчиняется сложным
закономерностям и описывается разными
подходами: водобалансовым, гидродинамическим
и термодинамическим. Водный
режим
— это совокупность явлений поступления,
передвижения, удержания и расхода
почвенной влаги. Элементы водного
режима: впитывание, фильтрация, капиллярный
подъем, стоки, испарение, десукция,
замерзание, оттаивание, конденсация.
Типы водных режимов: мерзлотный,
промывной, периодически промывной,
непромывной, выпотной, ирригационный.
Сосущая сила почвы
Сосущая сила почвы — это способность почвы поглощать воду при ее соприкосновении. Она характеризуется всасывающим давлением, которое численно равно давлению почвенной воды, но выражается положительной величиной.
Доступность почвенной воды для растений
По доступности для растений вода делится на: недоступную (прочносвязанная), весьма труднодоступную (рыхлосвязанная), труднодоступную (между влажностью завядания и разрыва капилляров), среднедоступную (между влажностью разрыва капилляров и наименьшей влагоемкостью), и легкодоступную (переходящую в избыточную) (от наименьшей до полной влагоемкости). "Мертвый запас воды" (недоступная) соответствует максимальной адсорбционной влагоемкости.