Воздушные свойства почв

5.4 Тепловые свойства почвы

Тепло – необходимый фактор для жизни
растений. С ним связаны важнейшие
абиотические и биотические процессы,
протекающие в почве и определяющие
почвообразование и плодородие:
интенсивность химических реакций,
процессы физического выветривания,
деятельность почвенной фауны и
микроорганизмов, прорастание семян,
обмен веществом и энергией.

Знать тепловой режим необходимо для
его регулирования с целью создать
благоприятные условия для продуктивности
растений.

https://www.youtube.com/watch?v=https:tv.youtube.com

Главным источником тепла, поступающего
в почву, является лучистая энергия
Солнца (солнечная радиация). Небольшое
количество тепла почва получает из
глубинных слоев Земли и за счет химических,
биологических, радиоактивных процессов,
протекающих в верхних слоях литосферы.

Тема 5 Свойства и режим почвы

Вода в почве – один из важнейших факторов
плодородия и урожайности растений. Вода
играет разностороннюю роль в создании
агрономических свойств почвы. Вода –
особая физико-химическая система,
обеспечивающая перемещение веществ в
пространстве. С содержанием воды в почве
связаны скорость выветривания и
почвообразования, гумусообразование,
биологические, химические, физико-химические
процессы.

Вода поступает в почву в виде атмосферных
осадков, грунтовых вод, конденсации
водяных паров из атмосферы, при орошении.

Содержание влаги характеризует влажность
почвы. Определяется как отношение влаги
к массе абсолютно сухой почвы (высушенной
при 1050 С)

или объёму почвы в %.

В составе растений содержится
80–90 % воды. В процессе развития растениями
потребляется огромное количество воды:
для создания 1 г сухой массы требуется
от 200 до 1000 г воды.

Доступность воды для растений, значит,
и урожая, зависит от водных свойств
почвы. Поэтому необходимо знание
закономерностей поведения почвенной
влаги, водных свойств и водного режима.

Цели урока:

  • Изучить общие физические, физико-механические,
    воздушные и тепловые свойства почвы.

  • Рассмотреть почвенную воду как источник
    влаги для растений и типы водного
    режима.

  • Иметь понятие о водных и агрогидрологических
    свойствах почвы.

Содержание

Тема 4 Почвенные растворы и коллоиды. Поглотительная способность почв

Твердая вода– лёд. Это потенциальный
источник жидкой и парообразной воды.
Появление льда носит сезонный или
многолетний характер.

Химически связанная вода входит в
состав химических соединений (минералов):
а) в виде гидроксильной группы –конституционная вода[Fe(OH)3,Al(OH)3],
б) в виде целой молекулы– кристаллизационная
вода [CaSO4 ∙2H2O,Na2SO4
∙10H2O]

Конституционную воду удаляют из почвы
прокаливанием при температуре 400–800оС, кристаллизационную – при нагревании

до 100–200оС. Химически связанная
вода входит в состав твердой фазы почвы
и не является самостоятельным физическим
телом, не передвигается, не обладает
свойствами растворителя, недоступна
растениям.

Парообразная водасодержится в
почвенном воздухе, в порах, свободных
от воды, в форме водяного пара. Парообразная
влага может передвигаться вместе с
почвенным воздухом и перемещаться
диффузно. Общее количество парообразной
воды не превышает 0,001 % массы почвы, но
именно она предохраняет корневые волоски
от пересыхания.

10–14 мм влаги.

Физически связанная, илисорбированная вода, образуется
путем сорбции парообразной и жидкой
воды на поверхности твердых частиц
почвы. Физически связанную воду в
зависимости от прочности связи с твёрдой
фазой почвы подразделяют на прочносвязанную
и рыхлосвязанную (пленочную).

https://www.youtube.com/watch?v=ytdev

Прочносвязанная (гигроскопическая)
вода образуется в результате адсорбции
молекул воды из парообразного состояния
на поверхности твердых частиц почвы.
Свойство почвы сорбировать парообразную
воду называютгигроскопичностьюпочв, сорбированную воду –гигроскопической.

Такая вода удерживается на поверхности
почвенных частиц высоким давлением,
образует вокруг них тончайшие пленки.

Предлагаем ознакомиться  Восадули вогороде подготовка почвы осенью

По физическим свойствам
гигроскопическая вода приближается к
твердым телам. Она обладает высокой
плотностью (1,5–1,8 г/см3), низкой
электропроводностью, не растворяет
вещества, отличается повышенной
вязкостью, замерзает при температуре
от –4 до –78оС. Она недоступна
растениям.

Воздушные свойства почв

Максимальной гигроскопической водой(МГ) называют предельное количество
воды, которое может быть поглощено
почвой из парообразного состояния при
относительной влажности воздуха, близкой
к 100 %. При влажности почвы, равной МГ,
толщина пленки из молекул воды достигает

3–4 слоёв.

Величины гигроскопичности МГ зависят
от гранулометрического и минералогического
составов, содержания гумуса. Чем больше
в почве илистой коллоидной фракции и
гумуса, тем выше гигроскопичность и МГ.

В минеральных песчаных и супесчаных
почвах максимальная гигроскопичность
колеблется от 0,5 до 1 %. В сильногумусированных
суглинистых и глинистых почвах
максимальная гигроскопичность составляет
15–16 %, в торфах – до 30–50 %.

При соприкосновении частиц почвы с
водой происходит дополнительное её
поглощение и образуется рыхлосвязанная,
или плёночная вода. Она удерживается
почвенными частицами менее прочно,
очень медленно передвигается от почвенных
частиц с большей пленкой к частицам с
меньшей плёнкой. Толщина пленки из
молекул воды достигает нескольких
десятков, величину МГ может превышать
в 2–4 раза.

Свободная вода– это вода, содержащаяся
в почве сверх рыхлосвязанной. Она не
связана силами притяжения с почвенными
частицами. Различают две формы свободной
воды: капиллярную и гравитационную.

Воздушные свойства почв

Капиллярная вода находится в тонких
капиллярных порах почвы и передвигается
в них под влиянием капиллярных сил.
Такие силы возникают на поверхности
раздела твёрдой, жидкой и газообразной
фаз. Эта вода наиболее доступна растениям.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpress

Гравитационная вода размещается в
крупных некапиллярных порах, свободно
просачивается вниз по профилю под
действием силы тяжести.

Цели урока:

  • Изучить состав и образование почвенного
    раствора.

Дать понятие минеральным и органическим
коллоидам почвы.

  • Рассмотреть почвенные коллоиды как
    носители сорбционных свойств почвы,
    почвенный поглощающий комплекс

  • Иметь представление о видах поглотительной
    способности почвы, составе обменных
    катионов, кислотность, щёлочность и
    буферность почв.

Содержание

Почвенный раствор – многокомпонентная
система, содержащая почвенную воду и
соли, органические и органоминеральные
соединения, коллоидные золи. Почвенным
растворомпринято называть свободную
почвенную воду со свободными частицами
размером 0,0001 нм, т.е. истинные растворы.
Он играет важную роль в почвообразовании
и питании растений.

Большая часть соединений находится
в почвенном растворе в виде ионов.
Основные анионы: (HCO3)–,(NO2)–,
и (NO3)–,
поступают в раствор, как правило, в
результате биологических процессов.
Фосфат–, хлорид–, сульфат–ионы поступают
в почву при растворении минералов и
разрушении растительных остатков.

В
незасоленных почвах преобладают
гидрокарбонат–ионы. В засоленных почвах
резко возрастает содержание хлоридов
и сульфатов. Среди катионов в почвенном
растворе постоянно находятсяCa2 ,Mg2 ,Na ,NH4 ,H .
В некоторых почвенных растворах имеютсяFe3 ,Fe2 ,Al3 . В растворе
засоленных почв резко увеличивается
количествоNa иMg2 , из рассеянных
элементовSr2 B3 .

Осмотическое давление раствора
определяется количеством частиц (ионов,
молекул, мицелл), находящихся в единице
объёма раствора.

Растворы почв с легкорастворимыми
солями обладают высоким осмотическим
давлением. В засоленных почвах
осмотическое давление в 3–4 раза выше,
чем незасоленных. Если осмотическое
давление раствора больше, чем клеточное,
то прекращается поступление воды в
корневые клетки, растение погибает от
физиологической сухости.

Активная реакцияпочвы определяется
содержанием ионов водорода Н .

Степень кислотности является важным
показателем, характеризует многие
генетические и производственные качества
почвы.

Почвы pH

Сильнокислые 3,0–4,5

Кислые 3,5–5,5

Слабокислые 5,5–6,5

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Нейтральные 6,5–7,0

Предлагаем ознакомиться  Варианты заборов для частного дома, изготовление забора своими руками

Слабощелочные 7,0–7,5

Щелочные 7,5–8,5

Сильнощелочные 8,5 и более

В кислых почвах отсутствуют хлориды,
сульфаты, карбонаты. В нейтральных
присутствуют карбонаты. В почвах с
щелочной реакцией накапливаются не
только карбонаты, но и сульфаты с
хлоридами. Различные растения нормально
развиваются в определенных интервалах
значения рН.

Ca2
2НNO3
= 2H
Ca(NO3)2

Ионы водорода будут изъяты из раствора
и адсорбированы почвой, концентрация
ионов водорода не измениться.

7.1 Главные закономерности распространения почв

Любая почва формируется в результате
взаимодействия факторов почвообразования.
Распределение факторов на земной
поверхности закономерно, поэтому почвы
распределяются также закономерно, что
можно выразить законами.

Закон горизонтальной (широтной)
почвенной зональности. Сформулирован
В.В. Докучаевым. Суть данного закона
заключается в том, почвообразователи
(климат, растительный и животный мир)
закономерно изменяются в широтном
направлении с севера на юг, поэтому
главные типы почв должны последовательно
сменять друг друга, располагаться
широтными полосами.

На территории суши земного шара
почвенно-климатические пояса имеют
черты сходства при продвижении с севера
на юг в пределах Северного полушария.
Выделяют пять поясов: полярный, бореальный,
суббореальной, субтропический,
тропический. Аналогичные пояса можно
выделить и в Южном полушарии. Горизонтальная
почвенная зональность проявляется и
в соответствии с условиями увлажнения.
Наиболее четко широтные почвенные зоны
обособлены на равнинах внутри континентов.

Закон вертикальной почвенной
зональности. В условиях горного
рельефа происходит закономерное
последовательное изменение климата,
растительности, почв в связи с изменением
абсолютной высоты местности. По мере
поднятия от подножия гор к их вершинам
температура воздуха понижается в среднем
на 0,5оС на каждые 100 м высоты.

Закон фациальности почв. Почвенный
покров изменяется в меридиональных
частях термических поясов и зон.
Почвенные зоны по-разному могут
располагаться от морских бассейнов или
горных систем. Поэтому влияние увлажненного
или континентального климата,
температурного режима приводит к
появлению различий в строении почвенного
профиля.

Закон аналогичных топографических
рядов. Сущность закона в том, что в
любой зоне распределение почв на
элементах рельефа аналогично. На
возвышенных элементах залегают
генетически самостоятельные почвы, их
которых выносятся подвижные продукты.
На пониженных элементах рельефа
генетически подчиненные почвы. В них
аккумулируются приносимые стоками
подвижные продукты почвообразования.
На склонах залегают переходные почвы.

Для линейной эрозии

Интенсивность
Среднегодовой прирост оврагов, м

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Слабая
< 0,5

Средняя
0,5–1

Сильная
1–2

Очень сильная
2–5

Чрезвычайно сильная >
5

Ветровая эрозия имеет различные
названия: пыльные, земляные, черные,
песчаные бури; выдувание и т.д. Ветровая
эрозия охватывает сразу большие
пространства, проявляется во всех
сезонах года, в различных направлениях.
Перенос продуктов разрушения происходит
не только сверху вниз, но и снизу вверх.

Тема 9 Полевое исследование почв

Цели урока:

  • Рассмотреть простейшие методы и приемы
    полевого изучения почв.

  • Определить задачи полевого исследования
    почв.

  • Иметь представление о классификации
    земель России, почвенных картах, об
    организации выборочных исследований
    в полевых условиях и техники исследования
    почв, выборе места для почвенного
    разреза и его закладке.

Воздушные свойства почв

Содержание

Общая площадь России составляет 1709503,7
тыс. га. Все земли классифицируют на
несколько категорий по их назначению.

Категория
Назначение

  1. сельскохозяйственное

  2. лесохозяйственное

  3. населенных пунктов

  4. промышленности, транспорта и др.

  5. природоохранное, оздоровительно-реакционное
    и историко-культурное

  6. водохозяйственное

  7. запаса

По состоянию на 1990 г структура земельного
фонда делится по категориям.

Более половины площади России
относится к категории земель
лесохозяйственного назначения (52,4 %),
37,4 % площади – сельскохозяйственного
назначения. Земли запаса составляют
7,6 % площади страны. Земли пятой категории
составляют 1 % от общей площади, третьей
категории – 0,5 %.

Предлагаем ознакомиться  Торф происхождение свойства применение способы добычи

Земельные ресурсы России разного
назначения по плодородию, увлажнению,
тепловым характеристикам и требуют
дополнительных затрат при их использовании.

Около 50 % площади пахотных угодий имеют
недостаточно тепловых ресурсов для
выращивания теплолюбивых культур.
Сочетание достаточной теплообеспеченности
с удовлетворительным увлажнением
составляет менее 10 % пашни.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafety

Примерно 75 % пашни находится на почвах
черноземных, серых лесных, темно-каштановых,
лугово-черноземных, пойменных –
потенциально плодородных. Фактически
их плодородие невелико из-за проявления
абиотических и антропогенных факторов.
Содержание гумуса в пахотном слое
снижается за счет эрозии, дегумификации.

3.5.1 Естественная радиоактивность

В почвах и материнских породах присутствует
широкий набор радиоактивных элементов
(радионуклидов). Они могут быть
естественного и антропогенного
происхождения. Поэтому различают
естественную и искусственную
радиоактивность почв. Она выражается
количеством ядерных распадов в единицу
времени. Измеряется в беккерелях (1 Бк
= 1 распад/с) или единицах активности –
кюри (1 Ки = 3,7∙1010Бк).

В почве присутствуют две группы
радиоактивных элементов – первичные
и космогенные. Первичные радиоактивные
элементы содержатся в материнских
породах и вошли в состав почв. Космогенные
поступают в почву из атмосферы, их
образование происходит при взаимодействии
космического излучения с ядрами
стабильных элементов.

Примеры первичных
радионуклидов: уран (238U,
235U), торий (232Th),
радий (226Ra), радон
(222Rn,220Rn),
изотопы калия (40K),
рубидия (87Rb), кальция
(48Ca), циркония (96Zr).
Примеры космогенных радионуклидов:
тритий (3H), бериллий
(7Be,10Be)
и углерод (14C). Все
естественные радионуклиды долгоживущие
с периодом полураспада 108–1016лет, испускающие альфа-частицы,
бета-частицы и гамма-лучи.

Естественная
радиоактивность определяется в основном
содержанием урана, тория, радия и изотопа
калия. В почвах радионуклиды находятся
в очень малых количествах, в рассеянном
состоянии. Например, уран – 3∙10-6–5,1∙10-4%; торий – 4∙10-6–16∙10-4%; радий – 1∙10-12–1,7∙10-10%; калий – 3,9∙10-6–3,1∙10-5%.

Содержание радионуклидов
в почвах зависит от материнских пород,
их степени изменения в процессе
почвообразования. Например, почвы,
сформировавшиеся на обогащенных фосфором
породах, содержат повышенные концентрации
урана. В лесостепных почвах и почвах
степных областей профильное изменение
радиоэлементов совпадает с изменением
гранулометрического состава, содержанием
оксидов железа и алюминия.

Она является следствием загрязнения
почв радионуклидами в результате
термоядерных взрывов, аварий на атомных
электростанциях, внесения в почву
фосфорных удобрений, часто содержащих
изотопы урана. Почвы загрязняются
отходами атомной промышленности,
зольными выбросами тепловых электростанций,
работающих на угле и горючих сланцах,
содержащих уран, радий, торий, полоний.

Известны трагические последствия
сброшенных США атомных бомб на города
Японии Хиросима и Нагасаки, последствия
аварии на Чернобыльской АЭС. Радиоэлементы
разносятся ветром, дождевыми и талыми
водными потоками. При этом загрязняется
почвенный покров, получают радиоактивное
облучение живые организмы.

Особенностью радиоактивных загрязнителей
является то, что они не изменяют уровень
плодородия почв, но накапливаются в
урожае. На продукты питания для человека
и корма животных установлены предельно
допустимые концентрации (ПДК) радионуклидов.

90Sr,106Ru,129J,137Cs,144Ce,226Ra,232Th,238U,239Pu.
У стронция -90 период полураспада 28 лет,
у цезия-137 – 33 года. У некоторых других
долгоживущих радионуклидов он составляет
сотни лет. Цезий и стронций наиболее
активно вовлекаются в биологический
круговорот веществ благодаря тому, что
цезий является аналогом калия, а стронций
– кальция.

Основное количество стронция
и цезия, поступившие в растения,
накапливается в их наземной массе,
остальные радионуклиды – в корнях. В
урожае сельскохозяйственных культур
содержание стронция можно уменьшить в
4–5 раз, применяя органические и
минеральные удобрения, на кислых почвах
использовать известь. Стронций-90
задерживается в организме человека и
животных гораздо дольше, чем цезий-137.

https://www.youtube.com/watch?v=ytabout

Контрольные вопросы и задания

Check Also

Стейки из индейки с косточкой в духовке рецепт с фото пошагово

Содержание1 Нежный стейк индейки в соусе из французской горчицы2 Стейк из индейки на сковороде гриль3 …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector