почвоведение ганжара. Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений
 Скачать 7.4 Mb.
|
§ f Области t с 5 преобладающе^ к й (jvacmupcuA о ‘ * & ъдержиоающж^60 ОЗВ рассчитывается по фактической полевой влажности, ЗТВ — п0 влажности завядания. Измеряют запасы влаги в м3/га или в мм, 1 мм воды соответствует 10 м3/га. Оптимальные запасы влаги в метровом слое для большинства культур составляют 100-200 мм, в пахотном — 40-50 мм. Снижение запасов воды в пахотном слое ниже 20, а в метровом — ниже 50 мм резко сказывается на урожайности культур. J-L. ВРК- 40 * § 03 ■МГ МАВ 20 it i| \бсорйци Донныеi Рис. 18.1 Категории почвенной воды и почвенногидрологические константы (по А.А. Роде, 1965) Водопроницаемость и водоподъемная способность почв. Водопроницаемость — способность почв и грунтов впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности. При поступлении воды в почву выделяют два этапа: впитывание (заполнение пор) и фильтрация, которые различаются по скорости и характеризуются соответствующими коэффициентами впитывания и фильтрации. Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава, трещиноватости, структурного состояния, влажности и длительности увлажнения. Водопронииас- измеряется объёмом воды, протекающим через единицу М°сть поверхности почвы в единицу времени. Н.А.Качинский пЛ° ил следующую градацию водопроницаемости почв (мм/ пРеДпрИ напоре 5 см и температуре 10°С): 1000-500 — проваль- Ча° излишне высокая; 500-100 — наилучшая; 100-70 — хорошая; 70*30 — удовлетворительная; менее 30 — неудовлетворительная. Водоподъёмная способность — свойство почвы вызывать вос- яшее передвижение влаги в ней за счёт капиллярных сил. Она стёт от песчаных почв к суглинистым и иногда может снижаться к глинистым, тонкопористым, поскольку в последних очень много мелких пор (менее 1 мкм) , которые заполнены неподвижНой связанной водой. Высота капиллярного поднятия в песках составляет 0,5-1 м; в супесях — 1-2; в суглинках — 2-4; в тяжелых суглинках и в глинах — до 6 м.
Вода в почве находится под воздействием нескольких сил: адсорбционных, капиллярных, осмотических, гравитационных, для характеристики суммарного действия которых введено понятие полного, или термодинамического потенциала. Термодинамический потенциал выражает способность почвенной влаги производить большую или меньшую работу по сравнению с чистой свободной водой. Потенциал почвенной влаги — величина отрицательного знака, поскольку необходима работа (положительного знака) по его преодолению. Вместо понятия “потенциал” в почвоведении принято понятие “давление почвенной влаги”, которое измеряется в паскалях (Па). Существует определенная связь почвенно-гидрологических констант с давлением почвенной влаги и её доступностью для растений. НВ почв соответствует давление от 104 до 3104, а ВЗ — от 6105до 2,5106 Па. Невыравненность (разность) потенциалов почвенной воды в разных точках является причиной передвижения воды в сторону наиболее низкого потенциала. Сосущая сила почвы (всасывающее давление) — это способность почвы при соприкосновении с водой поглощать ее. В почве, насыщенной влагой и не содержащей солей, всасывающее давление равно нулю, по мере иссушения оно увеличивается. Сосущая сила почвы численно равна термодинамическому потенциалу (даванию почвенной влаги), но выражается положительной величи- 173ной. Всасывающее давление сухой почвы приближается к Ю7 Сх водного столба, или 109 Па. Р.Скофилд (1935) предложил выражать всасывающее давление десятитысячным логарифмом этого числа (pF). Таким образом, pF сухой почвы приближается к 7, а у почвы почти полностью насыщенной влагой, при давлении равном 103 Па, pF равен 1. Р.Скофилд показал, что между значениями влажности, подвижности, доступности для растений и всасывающим давлением существует довольно тесная связь (табл. 18.1). Показатели давления почвенной влаги и всасывающее давление используются для оценки ее состояния и физиологической доступности, так как они более точно отражают эти свойства, по сравнению с абсолютными показателями содержания почвенной влаги. В условиях орошения в качестве индикатора полива широко используют тензиометры для определения всасывающего давления, которые намного упрощают контроль состояния влажности.
Водный режим — это совокупность явлений поступления, передвижения, изменения физического состояния и расхода воды в почвах. Поступление воды в почву и ее расход характеризуется водным балансом. Статьи прихода воды в почву: атмосферные осадки, грунтовые воды, конденсация из паров воды, поверхностный боковой приток, внутрипочвенный боковой приток. Статьи расхода воды из почвы: испарение, транспирация (десукция), фильтрация (грунтовый сток), поверхностный сток. 174 почвенный боковой сток. Все величины прихода и расхода вНЯ'РвЫражаются в мм или в м3/га. Обычно рассчитывается годо- ^баланс влаги. Если не происходит прогрессирующего иссушения или увлаж- я территории , то сальдо водного баланса близко к нулю, а НеН шиеся отклонения объясняются погодными условиями года. име junbt водного режима формируются под воздействием основ- статей водного баланса, ведущими из которых являются осад- **й испаряемость. Отношение осадков к испаряемости характе- кИ уется коэффициентом увлажнения (КУ), предложенным f Н Высоцким и Н.Н.Ивановым. Основы учения о водных режимах почв были заложения Г Н Высоцким и А.А.Роде. Ими было выделено 6 типов водного оежима и несколько подтипов. В настоящее время принято выделять 14 типов водного режима. Промывной водный режим формируется в гумидных областях (таежно-лесная зона, влажные тропики и субтропики), где осадки превышают испаряемость (КУ>1). Атмосферные осадки ежегодно промачивают почвенно-грунтовую толщу до уровня почвенно-грунтовых вод, часто весной и осенью в таких почвах формируется верховодка. Для почв с промывным типом режима характерен вынос значительной части продуктов почвообразования за пределы почвенной толщи (подзолистые, красноземы, желтоземы и др.). Периодически промывной водный режим формируется на границе влажных (гумидных) и полувлажных (семигумидных) областей (КУ 0,8-1,2). Для таких территорий характерно промачивание атмосферными осадками почвенно-грунтовой толщи до уровня грунтовых вод один раз в 10-15 лет. Для почв с периодически промывным типом водного режима характерен заметный вынос про- • дуктов почвообразования за пределы почвенной толщи или в нижнюю часть почвенного профиля (серые лесные почвы, опод- золенные и выщелоченные чернозёмы). Непромывной водный режим формируется в полувлажных (семигумидных) областях и полусухих (семиаридных) областях (КУ м)-0,33). Почвенная толща промачивается в пределах 1-2,5 м. Между промачиваемой толщей и капиллярной каймой грунтовых В°Д существует горизонт с постоянной в течение всего года низКой вл^жностью, близкой к ВЗ (мертвый горизонт, по Г.Н.Вы- Дкому). Для почв с непромывным водным режимом (чернозёмы иной зоны, каштановые почвы сухих степей) характерно на- ние продуктов почвообразования в почвенном профиле. Аридный (сухой) водный режим формируется в аридных обла стях (КУ<0,33) (бурые полупустынные и серо-бурые пустынные почвы). В течение всего года в почвах влажность приближается ВЗ и только после выпадения осадков несколько повышается. Выпотной водный режим складывается в почвах семиаридн0 го и аридного климата (КУ<0,55) при неглубоком залегании грунтовых вод. Капиллярная кайма грунтовых вод поднимается к поверхности почв, при этом влага испаряется, а растворённые в ней соли скапливаются в поверхностных горизонтах. Таким образом ф0р. мируются гидроморфные солончаки и солончаковатые почвы. Выпотной режим подразделяется на собственно выпотной и периодически выпотной. Десуктивно-выпотной водный режим формируется в почвах сс- миаридного и аридного климата (КУ<0,55), но при более глубоком залегании грунтовых вод, чем у почв с выпотным режимом. Поэтому капиллярная кайма не достигает поверхности почвы, но охватывает зону распространения корневых систем и испаряется не физически , а десуктивно через посредство растений. В таких почвах (они называются полугидроморфными: лугово-черноземные, луговокаштановые и др.) чередуются периоды с нисходящими (рано весной) и восходящими токами влаги (летом). Водорастворимые соли скапливаются не в поверхностных горизонтах, а на верхней границе капиллярной каймы. Если грунтовые воды не засолены, то при таком водном режиме формируются почвы с повышенным плодородием и лучшими условиями увлажнения по сравнению с почвами водоразделов с непромывным типом водного режима. Паводковый водный режим характерен для речных пойм и дельт, где поверхность почвы ежегодно или раз в несколько лет подвергается затоплению паводковыми водами. Он распространен во всех природных зонах и сопровождается накоплением аллювиальных отложений. В межпаводковые периоды паводковый водный режим сменяется другим типом водного режима (промывной, непромывной, выпотной и др.), в зависимости от природной зоны и положения в рельефе. Амфибиальный режим формируется при постоянном или длительном затоплении почв водой (морские и озерные мелководья, речные плавни и др.). Мерзлотный водный режим характерен для областей вечной мерзлоты. В течение большей части года вода находится в формс льда, и только в летние месяцы почва оттаивает на небольшую глубину и формируется надмерзлотная верховодка.родозастойный водный режим характерен для болотных почв (Ьерного и грунтового увлажнения при плохом дренаже. В те- аТМ°е большей части года влажность почвы сохраняется в преде- ЧеН полной влагоемкости и лишь в засушливые периоды несколь- ется К° Периодически водозастойный режим характерен для болот- почв грунтового увлажнения с ярко выраженными сезонны- НЬ колебаниями уровня грунтовых вод. При этом влажность почв варьирует от полной влагоемкости до уровня ниже наименьшей -лагоёмкости. ^ Ирригационный водный режим создается при искусственном орошении. Он может существенно различаться в зависимости от норм и типа орошения, глубины залегания грунтовых вод, наличия и характера искусственного дренажа, водного режима природной зоны. Осушительный водный режим создаётся при искусственном осушении болотных и заболоченных почв. Он также может существенно различаться в зависимости от норм и типа осушения, глубины залегания грунтовых вод после осушения и водного режима природной зоны. Регулирование водного режима осуществляется коренными мелиоративными мероприятиями (осушение, орошение, двустороннее регулирование влаги); лесомелиоративными и агротехническими (снегозадержание, глубокое рыхление, щелевание, введение черных паров и др.), направленными на сохранение и накопление влаги. Детальное изучение методов регулирования водного режима проводится в курсах мелиорации и земледелия. Глава 19. Почвенный воздух и воздушный режим почв Почвенный воздух находится в трех состояниях: свободном (в порах), адсорбированном (в твёрдой фазе), растворённом (в почвенном растворе). Состав свободного почвенного воздуха, его динамика, оптимальные параметры. Свободный почвенный воздух состоит из тех *е Газов, что и атмосферный, но отличается от него ярко выра- енной динамикой содержания кислорода и углекислого газа. Ат- осферный воздух содержит (% от объема): 78,1 — азота, 20,9 — |