СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВ

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Книги Докучаева

Прянишников

 Костычев 

Полынов

Биогеоценология

Геология

Геолог Ферсман

Ковда. Биогеохимия почвы

Глазовская. Почвоведение и география почв

Жизнь в почве 

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Фитоценология

Химия почвы

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Происхождение растений

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Общая биология

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

ВОДА В ПОЧВЕ

Вода содержится в почве как в теле, обладающем пористостью. Влага в почве находится в сложных взаимоотношениях с ее твердой частью, что определяет наличие различных форм воды и условий ее передвижения. Однако прежде чем перейти к рассмотрению вопроса о водных свойствах, следует остановиться на источниках воды в почве и особенностях ее водного баланса.

Водный режим почв

Г. Н. Высоцкий указывал, что баланс влаги в почве складывается из следующих элементов:

Приход

1.         Атмосферные осадки.

2.         Конденсация почвой парообразной воды.

3.         Принос снега со стороны ветром.

4.         Приток поверхностных вод.

5.         Внутренний приток грунтовых вод.

Расход

1.         Смачивание осадками наземных предметов (растительности) .

2.         Снос, сдувание снега ветром.

3.         Сток воды с поверхности почвы.

4.         Испарение воды почвой.

5.         Высасывание воды корнями растений и транспирация.

6.         Внутренний сток воды.

В приходе воды в условиях положительных форм рельефа наибольшую роль играют осадки, а в пониженных местах — и боковой приток влаги. В расходе воды главную роль играют: транспирация растениями (дессукция), испарение и сток (поверхностный и внутренний).

В связи со сказанным, А. А. Роде, несколько упрощая вопросы водного баланса почвы, предлагает следующую формулу (за весь период):

Ос ГрП = Д + И en + ПС +ВПС + />С,

где:

Ос — сумма осадков;

ГрП— количество влаги, поступающее из грунтовых вод;

Д — величина дессукции;

Исп — величина физического испарения;

ПС — величина поверхностного стока;

ВПС — величина внутрипочвенного стока;

ГрС — величина грунтового стока.

В частных случаях некоторые статьи баланса могут быть равны нулю.

Все величины, входящие в уравнение, удобнее всего выражать в миллиметрах водного слоя. Обычно составляют годовой водный баланс.

На основе этой формулы А. А. Роде приводит конкретные величины водного баланса для среднеподзолистой почвы на легком покровном суглинке под сложным ельником при уклоне почвы 0,015

Исходя из баланса влаги в почве, Г. Н. Высоцкий выделяет три основных типа водного режима:

1.         Промывной тип (пермацидный). Ежегодно часть осадков просачивается через почву и уходит с почвенно-грунто- вым стоком. Характерен для подзолистых почв.

2.         Непромывной тип (импермацидный). Характеризуется отсутствием сквозного промывания почвенно-грунтовой толщи. Между горизонтом подвешенной влаги и горизонтом грунтовых вод залегает толща с влажностью, близкой влажности завядания, — мертвый горизонт. Наблюдается у черноземов, каштановых почв и сероземов.

3.         Выпотный тип (эксудационный). Характеризуется превышением сумм дессукции и испарения над суммой атмосферных осадков. Разность баланса влаги восполняется за счет притекающих грунтовых вод. Типичен для засоленных почв.

Оценивая водный баланс отношением годовой суммы осадков к годовой величине испаряемости, Г. Н. Высоцкий дает следующие показатели для различных зон: лесная 1,33; лесостепная 1,00; степная 0,67 и сухие степи 0,33. Указанные цифры говорят о наличии промывного увлажнения почв лишь для лесной зоны. При этом надо учитывать, что водный баланс почв и в пределах отдельных зон обладает значительной изменчивостью и динамичностью, связанной с особенностями местной обстановки.

Формы воды в почве

Формы воды в почве были обстоятельно изучены А. Ф. Лебедевым и в дальнейшем дополнены работами С. И. Долгова и А. А. Роде. На основе этих работ выделяются следующие основные формы воды в почве: 1) химически связанная; 2) кристаллизационная; 3) парообразная; 4) сорбированная; 5) свободная (капиллярная, гравитационная, грунтовая).

Химически связанная вода входит в состав глинных минералов, она не сохраняет своего молекулярного единства- Удаление этой воды может быть до температуры, превышающей 150—200°.

Кристаллизационная вода входит в состав многих солей. Примером является гипс CaS04 • 2 Н20. Она может быть удалена из солей длительным нагреванием при температуре ниже 100°.

Парообразная вода заполняет свободные от воды поры почвы. Образуется путем испарения воды, присутствующей в почвах. Она может передвигаться из мест с большей упругостью пара к местам с меньшей упругостью, а в верхних горизонтах почвы — и под влиянием передвижения воздуха. Переходит в жидкую влагу путем конденсации (подземная роса). Различают две формы сорбированной (пленочной) воды в почве: прочносвязанную и рыхлосвязанную.

Прочносвязанная вода образует вокруг почвенных частиц пленку ориентированных дипольных молекул. По своим свойствам она близка твердому телу и может передвигаться, только переходя в парообразное состояние. Удерживается на поверхности частиц силами до 10 000 атм. Растениям недоступна.

Рыхлосвязанная вода образует водный слой на почвенных частицах поверх прочносвязанной благодаря вторичной ориентации диполей воды и гидратации. Она может передвигаться в виде пленки от одной почвенной частицы к другой.

Эти формы влаги в почве связаны со способностью почвы адсорбировать пары из воздуха, что определяет понятие о гигроскопичности почвы. Сорбированная вода часто называется гигроскопической влагой и определяется высушиванием образцов почвы при температуре 105°.

Содержание гигроскопической воды в почве зависит от ее механического состава, содержания перегноя и относительной упругости водяного пара в воздухе. При очень малой относительной упругости пара на поверхности частиц происходит поглощение молекул воды одним слоем, с увеличением же упругости образуется много слсев поглощенных молекул.

Максимальное количество гигроскопической влаги, которое поглощается почвой из воздуха, насыщенного парами воды, называют максимальной гигроскопичностью почвы. Исследования показали, что только после повышения содержания влаги в почве до величины 1,3—1,5 максимальной гигроскопичности, достигается граница влажности почвы, отвечающая понятию влажность за- вядания. Этим путем ширско пользуются при установлении границ влаги в почве, доступной растительности.

Свободная вода в почве является основным источником влаги для растительности. Эта форма воды представлена двумя видами: капиллярной и гравитационной ().

Капиллярной, или волосной, водой называется вода, заполняющая тонкие поры почвы и передвигающаяся в них под действием капиллярных (менисковых) сил. А. А. Роде выделяет следующие категории этой формы влаги: капиллярно- подвешенная, пленочно-подвешенная, капиллярно-подпертая, стыковая, подвешенная внутриагрегатная. Вопросы передвижения капиллярной влаги в почве обладают сложностью, так как зависят не только от величины капилляров, но и от их формы, влажности почвы, содержания солей в почве и температуры.

Гравитационной, или фильтрационной, водой называется вода, свободно передвигающаяся в почве под влиянием силы тяжести. Для однородных песчаных наносов передвижение воды подчинено закону Дарси (1856 г.).

Разнообразие гранулометрического состава почв, присутствие макро- и микроструктуры и динамичность физических свойств почвы затрудняет применение этого закона и требует установления опытных показателей.

Выделяют различные формы гравитационной воды: просачивающаяся, подпертая, стекающая, застойная. Все эти формы являются доступными для растительности. Однако использование их может быть затруднено отсутствием кислорода, необходимого для существования корневых систем растений. Гравитационная влага проникает в водопроницаемые слои почв и грунтов и образует водоносный горизонт, который связан с понятием — грунтовая вода.

По степени доступности растениям всех перечисленных форм влаги в почве можно установить следующие градации:

1)        недоступная — от полуторной максимальной гигроскопической и ниже (мертвый запас влаги в почве);

2)        труднодоступная — форма стыковой капиллярной влаги;

3)        доступная — капиллярная и гравитационная (когда не весь объем пор заполнен водой).

Установление количественных показателей степени доступности влаги для растительности связано со свойствами почвенных горизонтов и характером растений.

К содержанию книги: ЗАЙЦЕВ. Курс почвоведения