Мелиоративное почвоведение (стр. 3 из 5)
4) Потенциал почвенной воды.
Поскольку вода в почве находится под одновременным сложным воздействием нескольких силовых полей – адсорбционных, капиллярных, осмотических, гравитационных, – для характеристики их суммарного действия и оценки энергетического состояния воды в почве введено понятие термодинамического, или полного, потенциала почвенной воды. Полный потенциал почвенной воды (
) (Па= 
)– это величина выражает способность воды в почве производить большую или меньшую работу по сравнению с чистой свободной водой. 
∫z0dz+V-H2O[∫ 
dP+∫ 
dP], где 
– адсорбционный потенциал; 
– капиллярный потенциал; 
– осмотический потенциал; 
– гравитационный потенциал; 
– потенциал тензометрического давления; z – вертикальное расстояние; g – сила гравитации на единицу массы воды; V-H2O – парциальный удельный объем воды в почвенном растворе; Р – давление воды; 
– осмотическое давление.5) Водопроницаемость почв – способность почв и грунтов впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности. В процессе поступления воды в почву и дальнейшего передвижения ее можно выделить 2 этапа: - поглощение воды почвой и поглощение ее от слоя к слою в ненасыщенной водой почвы; - фильтрацию воды сквозь толщу насыщенной водой почвы.
Газы и летучие органические соединения находятся в почве в нескольких физических состояниях: 1)собственно почвенный воздух – свободный и защемленный; 2) адсорбированные и растворенные газы.
1) Свободный почвенный воздух – это смесь газов и летучих органических соединений, свободно перемещающихся по системам почвенных пор и сообщающихся пор и сообщающихся с воздухом атмосферы. Свободный почвенный воздух обеспечивает аэрацию почв и газообмен между почвой и атмосферой.
Защемленный почвенный воздух – воздух, находящийся в порах, со всех сторон изолированных водными пробками. Защемленный воздух неподвижен, практически не участвует в газообмене между почвой и атмосферой, существенно препятствует фильтрации воды в почве, может вызывать разрушение почвенной структуры при колебаниях температуры, атмосферного давления, влажности.
2) Адсорбированный почвенный воздух – газы и летучие органические соединения, адсорбированные почвенными частицами на их поверхности. Чем более дисперсна почва, тем больше содержит она адсорбированных газов при данной температуре. Количество сорбированного воздуха зависит от минералогического состава почв, от содержания органического вещества, влажности.
Растворенный воздух – газы, растворенные в почвенной воде. Растворенный воздух ограниченно участвует в аэрации почвы, так как диффузия газов в водной среде затруднена. Однако растворенные газы играют большую роль в обеспечении физиологических потребностей растений, микроорганизмов, почвенной фауны, а также в физико-химических процессах, протекающих в почвах.
Воздушно-физические свойства почв.
Совокупность ряда физических свойств почв, определяющих состояние и поведение почвенного воздуха в профиле, называется воздушно-физическими свойствами почв. Наиболее важными из них являются: 1)воздухоемкость, воздухосодержнание, воздухопроницаемость, аэрация.
1) Общей воздухоемкостью почв называют максимально возможное количество воздуха, выраженное в процентах по объему, которое содержится в воздушно-сухой почве ненарушенного строения при нормальных условиях. Общую воздухоемкость (Ро.в.) можно определить по формуле:
Ро.в=Робщ.-Рг, где Робщ. Общая порозность почвы, %; Рг – объем гигроскопической влаги, %.
Количество воздуха, содержащегося в почве при определенном уровне естественного увлажнения, называют воздухосодержанием. Определяется воздухосодержание (Рв) по формуле
Рв=Робщ.-
, (м3/га), где - объемная влажность почв, %.Вода и воздух в почве антагонисты. Поэтому существует четкая отрицательная корреляция между влаго- и воздухосодержанием. Воздухосодержание колеблется в различных почвах и в различные сезоны от 0 (на переувлажненных или затапливаемых территориях) до 80–90% (на пересушенных торфяниках). Во всех типах почв воздухосодержание имеет четко выраженную сезонную динамику.
Воздухопроницаемостью (газопроницаемостью) называют способность почвы пропускать через себя воздух. Воздухопроницаемость определяет скорость газообмена между почвой и атмосферой. Она зависит от гранулометрического состава почвы и ее оструктуренности, от объема и строения (конфигурации) порового пространства. Воздухопроницаемость определяется главным образом некапиллярной порозностью.
5. (59) Опишите почвы таежно-арктической зоны. Тепловая мелиорация мерзлотных почв
Почвы таежно-арктической зоны относятся к криогенным почвам. Криогенез – это генезис (образование, развитие и эволюция) почв в условиях влияния многолетней мерзлоты.
Общими свойствами криогенных почв являются:
1) мерзлотный тип температурного и водного режимов;
2) низкие скорость и емкость биологического круговорота веществ;
3) оторфованность и грубогумусность органогенных горизонтов;
4) слабая дифференциация минеральной части профиля на генетические горизонты;
5) наличие в профиле признаков криогенной деформации и криотурбаций (полигональность, бугорковатость и пятнистость поверхности, морозобойная трещиноватость, криогенная дифференциация скелетного материала и т.д.);
6) криогенная оструктуренность;
7) криогенная коагуляция продуктов выветривания и почвообразования.
Арктические почвы – это хорошо дренированные почвы высокой Арктики и Антарктики, формирующиеся в условиях полярного холодного климата.
Арктические почвы могут быть разделены на два подтипа:
1)арктические пустынные;
2) арктические типичные гумусные.
Современный уровень изученности этих почв позволяет в пределах первого подтипа выделить два рода: а) насыщенные и б) карбонатные и засоленные.
Арктические пустынные карбонатные и засоленные почвы характерны для супераридной и ультрахолодной части Арктики и оазисов Антарктики. Эти арктические почвы имеют нейтральную или слабощелочную реакцию и солевую корочку на поверхности. Арктические пустынные насыщенные почвы отличаются от описанных отсутствием новообразований легкорастворимых солей и карбонатов в верхней части профиля.
Арктические типичные гумусные почвы характеризуются слабокислой или нейтральной реакцией, имеют несколько большие запасы гумуса, чем почвы первого подтипа, формируются под задернованными участками полигонов, солевых аккумуляций они не имеют.
Наиболее характерными чертами арктических почв следует считать следующие:
1) комплексность почвенного покрова, связанная с характером микрорельефа, полигональность;
2) укороченность профиля в связи с низкой интенсивностью почвообразовательных процессов и неглубоким сезонным оттаиванием;
3) неполнота и недифференцированность почвенного профиля из-за малой интенсивности передвижения веществ;
4) значительная скелетность вследствие преобладания физического выветривания;
5) отсутствие оглеения, связанное с небольшим количеством осадков.
Мерзлотно-таежные почвы – это почвы, формирующиеся на многолетнемерзлых породах преимущественно суглинистого гранулометрического состава в условиях холодного климата.
В настоящее время представляется возможным выделить три типа морзлотно-таежных почв: морзлотно-таежные глеевые почвы; мерзлотно-таежные неоглеенные почвы (гомогенные криоземы; мерзлотные палевые почвы).
Мерзлотно-таежные почвы при близком залегании мерзлоты (50 – 60 см) и достаточно большом количестве осадков имеют чаще всего оглееный профиль.
Для Северной Якутии отмечается такое строение мерзлотно-таежных глеевых почв: подстилка мощностью 5-7 см, под которой сразу идет переувлажненный оглееный горизонт; ортшейнов в профиле почвы нет. При малой мощности почвы нанорельеф трещинно-нанополигональный, при достаточно мощной толще суглинка – пучинно-бугорковатый.
Мерзлотно-таежные неоглеенные почвы (гомогенные криоземы) – развиваются под редкостойной угнетенной лиственничной тайгой на самых разнообразных почвообразующих породах.
Гомогенные криоземы имеют следующие признаки:
1) торфянистый характер органогенного горизонта;
2) очень малая мощность профиля и высокое залегание льдистой мерзлоты;
3) обилие в минеральном горизонте неразложившихся и полуразложившихся остатков за счет криотурбаций;