ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.09.2020
Просмотров: 4906
Скачиваний: 17
Ковда
, 1946).
В
весенний
период
по
мере
повышения
температуры
воздуха
и
поч
-
вы
начинается
постепенное
испарение
почвенной
влаги
.
Соответственно
повыша
-
ется
концентрация
всех
растворенных
в
почве
солей
.
Этот
процесс
достигает
сво
-
его
максимального
выражения
с
наступлением
летней
жары
и
сильного
иссуше
-
ния
почвы
.
В
этот
период
концентрация
легко
-
растворимых
солей
MgC
О
3
, Na
2
S0
4
,
MgS0
4
гидрокарбонатов
и
сульфатов
кальция
близка
к
точке
насыщения
ими
рас
-
твора
.
Концентрация
почвенных
растворов
солончаков
может
достигать
в
этот
период
350—400
г
/
л
.
Эта
фаза
сезонного
цикла
солевого
режима
может
быть
на
-
звана
фазой
соленакопления
.
В
период
осенне
-
зимних
дождей
атмосферные
осадки
разбавляют
почвенный
раствор
и
растворяют
часть
солей
,
выпавших
летом
из
раствора
в
твердую
фазу
почвы
, —
наступает
фаза
разбавления
почвенных
растворов
.
Когда
под
влиянием
атмосферных
осадков
влажность
почвы
начинает
превышать
наименьшую
влаго
-
емкость
,
почвенный
раствор
перемещается
вниз
.
При
этом
он
сильно
разбавляется
в
верхних
горизонтах
почвы
,
а
нижние
горизонты
почвы
и
верхние
слои
грунто
-
вых
вод
приобретают
повышенную
минерализацию
.
Эту
третью
фазу
солевого
режима
можно
назвать
фазой
выщелачивания
и
опреснения
почвенного
профиля
.
Изменения
концентрации
почвенного
раствора
засоленных
почв
в
годовом
цикле
могут
быть
иллюстрированы
следующими
показателями
(
данные
П
.
И
.
Шаврыгина
, 1948):
в
гор
. 0–5
см
среднезасоленного
светлого
серозема
концентра
-
ция
от
зимы
к
лету
возрастает
от
7
до
150
г
/
л
,
в
пухлом
солончаке
–
от
16
до
410
г
/
л
соответственно
.
В
условиях
орошения
солевой
режим
почвенных
растворов
осложняется
,
хотя
общий
ход
годового
режима
сохраняется
.
Каждый
полив
в
сла
-
бой
степени
создает
условия
для
наступления
фазы
выщелачивания
и
опреснения
.
По
окончании
полива
вследствие
интенсивного
испарения
почвенно
-
грунтовых
вод
начинается
процесс
повышения
концентрации
солей
в
почвенном
растворе
.
Использование
новых
методов
исследования
почвенных
растворов
с
помо
-
щью
ионоселективных
электродов
позволило
в
последние
годы
получить
данные
о
суточной
динамике
ряда
ионов
в
почвенных
растворах
.
Исследования
'
на
черно
-
земах
показали
,
что
особенно
резкому
колебанию
подвержена
активность
ионов
кальция
.
Максимум
концентрации
ионов
кальция
приходится
на
дневные
часы
,
минимум
–
на
ночные
.
Это
связано
с
более
активным
выделением
днем
угле
-
кислоты
почвенной
биотой
,
смещением
гидрокарбонатно
-
кальциевого
равновесия
в
сторону
растворения
кальция
и
вытеснения
его
из
почвенного
поглощающего
комплекса
.
Суточная
динамика
нитрат
-
иона
в
поверхностном
горизонте
целинно
-
го
чернозема
противоположна
динамике
кальция
.
Наибольшая
концентрация
нит
-
ратов
наблюдается
в
ночные
часы
,
ранним
утром
и
вечером
;
днем
,
в
период
ин
-
тенсивной
фотосинтетической
деятельности
высших
растений
,
она
минимальна
.
Эти
два
примера
показывают
,
насколько
вариабелен
состав
почвенного
раствора
в
суточном
цикле
и
как
тесно
связан
он
с
функционированием
всей
экосистемы
в
целом
.
10.4.
Роль
почвенных
растворов
в
продукционном
процессе
Почвенные
растворы
служат
непосредственным
источником
питания
расте
-
ний
.
К
.
К
.
Гедройц
еще
в
1906
г
.
писал
,
что
дальнейшие
успехи
агрономии
зависят
от
развития
исследований
почвенных
растворов
ввиду
той
важной
роли
,
которую
они
играют
и
в
почвообразовании
,
и
в
жизни
растений
.
Изменение
концентрации
и
состава
растворов
ведет
к
изменению
режима
водного
и
минерального
питания
растений
,
что
,
естественно
,
непосредственно
отражается
на
их
развитии
и
продук
-
тивности
.
Поэтому
человек
своими
разнообразными
воздействиями
на
почву
в
процессе
сельскохозяйственного
производства
по
существу
всегда
стремился
и
стремится
регулировать
тем
или
иным
способом
состав
почвенного
раствора
,
сде
-
лать
его
состав
оптимальным
для
получения
наиболее
высокой
'
продуктивности
агроценозов
.
Орошение
и
осушение
почв
наряду
с
созданием
благоприятного
водного
ре
-
жима
и
режима
аэрации
позволяют
в
одном
случае
разбавить
слишком
концен
-
трированные
растворы
,
в
другом
—
понизить
концентрацию
оксидных
соедине
-
ний
железа
(II)
и
других
элементов
,
токсичных
для
растений
.
Внесение
удобрений
способствует
оптимальному
содержанию
в
почвенных
растворах
элементов
—
биофилов
.
Успех
этих
мероприятий
в
значительной
мере
определяется
правиль
-
ностью
и
точностью
инженерных
и
агрономических
приемов
и
соответственно
функционированием
агроценоза
в
целом
.
Для
питания
растений
большую
роль
играет
осмотическое
давление
почвен
-
ного
раствора
.
Если
осмотическое
давление
почвенного
раствора
равно
осмотиче
-
скому
давлению
клеточного
сока
растений
или
выше
его
,
то
поступление
воды
в
.
растения
прекращается
.
Сосущая
сила
корней
большинства
сельскохозяйствен
-
ных
растений
не
превышает
100–120
МПа
.
Осмотическое
давление
зависит
от
концентрации
почвенного
раствора
и
сте
-
пени
диссоциации
растворенных
веществ
.
В
незасоленных
почвах
осмотическое
давление
составляет
не
более
10
МПа
;
большие
дозы
удобрений
могут
повысить
его
до
15–20
МПа
.
Осмотическое
давление
сильно
изменяется
при
изменении
влажности
почвы
,
так
как
концентрация
почвенного
раствора
при
этом
сильно
варьирует
.
При
уменьшении
влажности
от
НВ
до
ВЗ
(
влага
завядания
)
концентра
-
ция
раствора
изменяется
в
5–6
раз
и
соответственно
возрастает
осмотическое
дав
-
ление
.
При
повышении
осмотического
давления
почвенного
раствора
нарушается
нормальное
развитие
сельскохозйственных
культур
.
У
пшеницы
,
например
,
на
-
блюдается
задержка
кущения
,
но
ускоряются
колошение
,
цветение
и
созревание
,
уменьшается
урожайность
,
но
увеличивается
содержание
белка
в
зерне
.
Наиболее
высоким
осмотическим
давлением
характеризуются
засоленные
почвы
.
В
почвенных
растворах
среднезасоленных
почв
оно
составляет
30–40
МПа
,
в
сильнозасоленных
— 50–60
МПа
.
При
концентрации
почвенного
раствора
20—50
г
/
л
осмотическое
давление
может
возрастать
до
150–260
МПа
.
На
пре
-
дельные
значения
осмотического
давления
,
при
которых
влага
перестает
посту
-
пать
в
растения
,
существенное
влияние
оказывает
состав
растворов
.
Так
,
в
песча
-
ных
почвах
при
сульфатном
засолении
предельное
осмотическое
давление
,
при
котором
растения
начинают
ощущать
острый
дефицит
влаги
,
составляет
150
МПа
,
а
при
хлоридном
засолении
– 260
МПа
.
Влияние
засоления
почв
на
культурные
растения
хорошо
прослеживается
на
примере
хлопчатника
.
Исследования
в
Средней
Азии
показали
,
что
всходы
хлоп
-
чатника
переносят
концентрацию
почвенного
раствора
,
не
превышающую
5–8
г
/
л
.
Нормальное
развитие
хлопчатника
в
последующие
фазы
развития
требует
,
чтобы
общая
концентрация
солей
почвенного
раствора
в
пахотном
горизонте
не
превы
-
шала
10–12
г
/
л
.
В
.
А
.
Ковда
отметил
два
переломных
момента
в
реакции
растений
на
повышение
концентрации
почвенного
раствора
.
При
хлоридно
-
сульфатном
за
-
солении
до
концентрации
12
г
/
л
почвенные
растворы
не
токсичны
для
хлопчатни
-
ка
,
при
концентрации
раствора
от
12
до
25
г
/
л
растения
испытывают
заметное
уг
-
нетение
,
а
при
концентрации
более
25
г
/
л
хлопчатник
гибнет
.
Роль
концентрации
солей
в
почвенном
растворе
и
значений
осмотического
давления
в
снижении
уро
-
жайности
хлопчатника
.
Крайний
предел
концентрации
почвенного
раствора
,
ко
-
гда
растение
хлопчатника
уже
гибнет
, 30
г
/
л
(
в
этих
опытах
почвенные
растворы
выделялись
прессом
при
давлении
1530
МПа
и
влажности
,
равной
НВ
).
Для
сельскохозяйственных
растений
весьма
неблагоприятны
также
щелочная
реакция
почвенного
раствора
и
высокое
содержание
в
нем
соды
(N
а
2
СОз
).
Такие
условия
создаются
,
в
частности
,
на
засоленных
луговых
почвах
.
Почвенный
рас
-
твор
столбчатого
горизонта
солонца
содержит
до
2
г
/
л
соды
при
рН
8,6,
а
раствор
подсолонцового
горизонта
имеет
4
г
/
л
соды
при
рН
9,1—10,0.
Эти
количества
,
безусловно
,
токсичны
для
сельскохозяйственных
культур
.
Почвы
этого
типа
нуж
-
даются
в
химических
мелиорациях
.
Жидкая
часть
почвы
,
или
почвенный
раствор
, –
наиболее
подвижная
,
измен
-
чивая
и
активная
часть
почвы
,
из
которой
растения
поглощают
ионы
.
В
почвен
-
ном
растворе
содержатся
минеральные
,
органические
и
органоминеральные
ве
-
щества
,
совершаются
важные
химические
процессы
.
В
зависимости
от
типа
почвы
и
других
условий
в
почвенном
растворе
могут
присутствовать
анионы
НСО
3
-,
N
О
3
-,
Н
2
РО
4
-, Cl-, SO
4
-2
и
катионы
К
+
,
Са
+2
, Mg
+2
, NH
4
+
,
а
также
соли
железа
,
алюминия
и
различные
водорастворимые
органические
вещества
(
сахара
,
амино
-
кислоты
).
Наиболее
благоприятная
концентрация
их
в
почвенном
растворе
для
расте
-
ний
– 1
г
в
1
л
(0,1 %),
в
почве
концентрация
солей
ниже
: 0,5
г
/
л
(0,05 %).
Избыток
солей
в
почве
(
больше
0,2 %)
вреден
для
растений
.
Осмотическое
давление
поч
-
венного
раствора
значительно
ниже
,
чем
в
клеточном
соке
растений
.
На
состав
и
концентрацию
почвенного
раствора
воздействуют
:
удобренность
почвы
,
влаж
-
ность
,
интенсивность
деятельности
микроорганизмов
,
минерализации
органиче
-
ского
вещества
,
вымывания
в
нижележащие
слои
,
усвоение
ионов
растениями
и
т
.
д
.
11.
ГАЗОВАЯ
ФАЗА
ПОЧВЫ
.
11.1.
Состав
почвенного
воздуха
и
воздушные
свойства
почв
.
Почвенный
воздух
–
это
смесь
газов
и
летучих
органических
соединений
,
заполняющий
поры
почвы
,
свободные
от
воды
.
Главным
источником
почвенного
воздуха
является
атмосферный
воздух
и
газы
,
образующиеся
в
самой
почве
.
По
-
падая
в
почву
,
атмосферный
воздух
претерпевает
значительные
изменения
.
По
-
этому
состав
почвенного
воздуха
отличается
от
атмосферного
воздуха
(
табл
.11.1).
Таблица
11.1.
Состав
атмосферного
и
почвенного
воздуха
, %.
Воздух
О
2
N
СО
2
Прочие
газы
Атмосферный
Почвенный
(
верхние
15-30
см
)
20,95
11-21
78,08
78-86
0,03
0,3-8,0
1
-
Состав
атмосферного
воздуха
достаточно
постоянен
,
и
содержание
его
ос
-
новных
компонентов
практически
не
меняется
.
Почвенный
воздух
отличается
значительной
динамичностью
.
Изменение
состава
почвенного
воздуха
происхо
-
дит
вследствие
процессов
жизнедеятельности
организмов
,
дыхания
корней
расте
-
ний
и
почвенной
фауны
,
в
результате
окисления
органического
вещества
.
Транс
-
формация
атмосферного
воздуха
в
почве
тем
интенсивнее
,
чем
выше
ее
энергети
-
ческий
потенциал
и
биологическая
активность
,
а
также
зависит
от
сложности
уда
-
ления
газов
из
почвенного
профиля
.
Зависимость
интенсивности
поглощения
ки
-
слорода
почвой
из
атмосферы
выражается
следующей
формулой
(
В
.
Д
.
Федоров
,
Т
.
Г
.
Гильманов
, 1980):
SO
2
= F (CO
2
, T
S,
W, R
S,
F
S,
M
S,
N
S
…),
где
С
O
2
–
концентрация
кислорода
в
почвенном
воздухе
; T
S
–
температура
почвы
,
W -
влажность
почвы
;
R
S
-
количество
корней
в
почве
;
F
S
-
дыхание
почвенных
животных
;
M
S
-
активность
почвенных
микроорганизмов
;
N
S
-
содержание
орга
-
нического
вещества
.
В
зависимости
от
количественного
содержания
,
в
почвах
различают
макро
-
газы
и
микрогазы
.
К
макрогазам
относятся
азот
,
кислород
,
диоксид
углерода
,
к
микрогазам
–
СО
, N
2
О
, N
О
2
,
предельные
и
непредельные
углеводороды
,
водород
,
сероводород
,
аммиакэфиры
,
пары
органических
и
неорганических
кислот
и
дру
-
гие
.
Из
всех
газов
почвенного
воздуха
наиболее
динамичны
кислород
и
угле
-
кислый
газ
.
Это
объясняется
непрерывным
поступление
кислорода
,
необходимого
для
дыхания
почвенной
фауны
и
флоры
и
образованием
углекислоты
как
следст
-
вие
процессов
окисления
органического
вещества
почвы
и
активной
жизнедея
-
тельности
почвенных
организмов
.
В
почвенном
воздухе
содержание
СО
2
может
доходить
до
4-6%,
содержание
О
2
не
превышать
15%,
содержание
азота
мало
от
-
личается
от
атмосферного
,
при
этом
в
почве
обнаруживается
характерный
про
-
дукт
денитрификации
–
закись
азота
(N
О
3
).
Состав
почвенного
воздуха
различен
для
различных
почвенных
горизонтов
,
различных
типов
почв
и
изменяется
по
сезонам
года
в
связи
с
колебаниями
влаж
-
ности
почвы
,
разложением
животных
и
растительных
остатков
,
внесением
орга
-
нических
удобрений
.
Процесс
поглощения
воздуха
почвой
зависит
от
ее
морфологических
осо
-
бенностей
,
содержания
органических
веществ
,
минералов
монтмориллонитовой
группы
,
а
также
соединений
,
обладающих
большой
поглотительной
способно
-
стью
в
отношении
газов
,
от
давления
и
температуры
воздуха
.
Воздушно
-
физические
свойства
почв
характеризуются
рядом
показателей
,
главными
из
которых
являются
воздухопроницаемость
и
воздухоемкость
.
Воздухоемкость
–
это
максимально
возможное
количество
воздуха
,
кото
-
рое
может
содержаться
в
воздушно
-
сухой
почве
.
Выражается
в
объемных
процен
-
тах
.
Величина
воздухоемкости
приближается
к
пористости
сухих
почв
,
исключая
объема
,
занятого
гигроскопической
водой
и
поглощенным
воздухом
.
Она
имеет
наибольшие
показатели
в
сухих
структурных
рыхлых
почвах
,
а
также
в
почвах
легкого
гранулометрического
состава
.
Существует
капиллярная
и
некапиллярная
воздухоемкость
.
Капиллярная
воздухоемкость
–
это
способность
почвы
в
сухом
состоянии
поглощать
и
удержи
-
вать
воздух
в
капиллярных
порах
малого
диаметра
.
Чем
выше
капиллярная
возду
-
хоемкость
,
тем
меньше
подвижность
воздуха
и
сложнее
газообмен
между
почвой
и
атмосферой
.
Некапиллярная
воздухоемкость
-
это
способность
почвы
при
ка
-
пиллярном
насыщении
водой
содержать
определенный
объем
свободного
возду
-
ха
.
Некапиллярная
водухоемкость
прямо
пропорциональна
некапиллярной
скваж
-
ности
почвы
.
Соотношение
капиллярной
и
некапиллярной
воздухоемкости
является
важ
-
ным
показателем
воздушно
-
физических
свойств
почвы
.
Структурные
почвы
все
-
гда
имеют
определенную
величину
некапиллярной
скважности
,
которая
свободна
от
воды
и
заполнена
воздухом
даже
при
большой
влажности
почвы
.
Это
обеспе
-
чивает
определенную
степень
проветриванности
почвы
.
Воздухопроницаемость
–
это
способность
почвы
пропускать
в
единицу
времени
через
единицу
объема
определенное
количество
воздуха
.
Водопроницае
-
мость
является
необходимым
условием
для
осуществления
газообмена
между
почвой
и
атмосферой
.
Передвижение
воздуха
в
почве
происходит
по
порам
,
со
-
единенным
друг
с
другом
и
не
заполненных
водой
.
Чем
крупнее
поры
аэрации
,
тем
лучше
выражена
воздухопроницаемость
почв
как
в
сухом
,
так
и
во
влажном
состоянии
.
Водопроницаемость
структурных
рыхлых
почв
значительно
выше
,
чем
плотных
бесструктурных
глинистых
почв
,
она
максимальна
в
сухих
почвах
и
бы
-
стро
снижается
при
увлажнении
.
11.2.
Газообмен
между
почвой
и
атмосферой
.
Свойства
почв
определяющие
процессы
обмена
почвенного
воздуха
с
атмо
-
сферным
,
называется
газообменом
или
аэрацией
.
Газообмен
осуществляется
че
-
рез
систему
почвенных
пор
,
сообщающихся
между
собой
и
атмосферой
.
Аэрация
почв
–
это
величина
фактического
содержания
воздуха
в
почве
,
выраженная
в
объемных
процентах
.
Величина
аэрации
характеризует
разность
между
общей
скважностью
и
влажностью
почвы
.
Чем
выше
влажность
,
тем
меньше
аэрация
,
так
как
большая
часть
объема
почвы
занята
влагой
.
Максимальная
степень
аэрации