Агрогенные факторы утраты структуры: механические обработки -> разрушение структурных агрегатов и усиление биологических потерь гумуса. Наиболее большие потери при интенсивных обработках и низком поступлении свежих органических веществ (выпахивание).
Тяжелая техника ведет к переуплотнению пахотного и подпахотного слоя.
Орошение и ирригационная эрозия могут вызвать ухудшение структуры при избыточных поливах.
Водная эрозия и дефляция приводят к ухудшению структуры под влиянием ливневых осадков и разрушения агрегатов ветровым потоком.
Почвы бесструктурны при повышенном содержании в них натрия.
К потере структуры ведет неграмотное применение минеральных удобрений
Способы восстановления структуры:
1 – снижение выпаханности – внесение орг и мин удобрений, минимализация обработок, травостояние
2 – проведение обработок в период физической спелости, так как тогда снижается механическое разрушение
3 – использование легкой техники при обработке
4 – хим мелиорации (известкование, гипсование) в ПП происходит замена одновалентных катионов на двухвалентные
5 – противоэрозионные и противодефляционные мероприятия
6 – применение искусственных структурообразователей (полимеры, сополимеры)
Поглощение и передвижение воды в почве происходит под действием следующих природных сил:
сорбционных,
капиллярных,
осмотических и
гравитационных.
В зависимости от прочности связи с почвой и степени подвижности выделяют дующие категории, формы и виды воды в почве.
Свободная вода – это вода, не связанная силами притяжения с почвенными ча- стицами, она передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил и является доступной для растений и микроорганизмов.
Капиллярная это вода, которая находится в почве в порах малого диаметра – капиллярах и передвигается в них под действием капиллярных сил. Она является главным источником водоснабжения растений.
Гравитационная - это свободная вода, которая образуется в почве сверх капиллярной и под влиянием силы тяжести стекает вниз. При увеличении влажности почвы до предела, когда капиллярные силы уже не в состоянии удерживать возрастающее количество воды, последняя заполняет все крупные поры и стекает в нижние горизонты или по уклону под влиянием гравитационных. Гравитационная вода образуется после поливов, дождей и таяния снега. Эта вода доступна для растений, но вследствие большой скорости движения и кратковременного нахождения в почве сама непосредственно в питании растений участвует мало. Наибольшее количество гравитационной воды соответствует полной влагоемкости.
Связанная вода (сорбционная) - Образуется путем сорбции (поглощения) парообразной и жидкой воды на поверхности твердых частиц. Связанная вода подразделяется на прочносвязанную и рыхлосвязанную.
Прочносвязанная вода – это вода, поглощенная почвой из парообразного состояния. Она непосредственно соприкасается с почвенными частицами и образует вокруг них тонкую пленку.
Рыхлосвязнная вода образуется при соприкосновении почвенных частиц с водой, находящейся в жидком состоянии. Она представляет собой дополнительную водную пленку, расположенную вокруг прочносвязанной.
Связанная |
||||
Образуется путем сорбции (поглощения) парообразной и жидкой воды на поверхности твердых частиц. Связанная вода подразделяется на прочносвязанную и рыхлосвязанную. Прочносвязанная вода – это вода, поглощенная почвой из парообразного состояния. Она непосредственно соприкасается с почвенными частицами и образует вокруг них тонкую пленку. Рыхлосвязнная вода образуется при соприкосновении почвенных частиц с водой, находящейся в жидком состоянии. Она представляет собой дополнительную водную пленку, расположенную вокруг прочносвязанной. |
||||
Химически связанная |
Физически связанная |
|||
вода входит в состав гидратных веществ, слагающих почву. Количество этой воды обычно невелико, но иногда достигает 5-7-12% и реже – более. Чем больше в почве силикатов и алюмосиликатов, тем выше содержание в ней химически связанной воды. Эта вода в почве не принимает непосредственного участия в физических процессах, не передвигается, не испаряется и совершенно недоступна растениям. Почву, содержащую химически связанную воду, называют сухой или абсолютно сухой. |
может находится во всех трех агрегатных состояниях – газообразном, жидком и твердом. Значительная часть этой воды удерживается (сорбируется) на поверхности почвенных частиц с разной силой в результате проявления молекулярного взаимопритяжения между молекулами воды и почвы. При этом наиболее прочно молекулы сорбированной воды фиксируются вблизи почвенных частиц, а по мере удаления прочность фиксации снижается. В зависимости от прочности удержания воды сорбционными силами физически связанную воду подразделяют на 3 формы. |
|||
конституционная прочносвязанная |
кристаллизационная (прочносвязанная). |
гигроскопическая (прочносвязанная) |
пленочная (рыхлосвязанная)
|
внутрипочвенный лед (прочносвязанная). |
входит в состав молекул почвенных минералов в виде гидроксильных групп (ОН-), очень прочно связана с почвой и поэтому удаляется из нее при нагревании (прокаливании) почвы на 400-800°С. При этом происходит разрушение минералов. Наибольшее количество этой воды содержится в глинистых минералах. |
входит в состав кристаллической решетки минералов в виде самостоятельных молекул. Например, у гипса (CaSO4 • 2H2O) она прочно связана с почвой и удаляется из нее при температуре 100-200°С. Она может переходить в раствор при растворении солей, поэтому наибольшее ее количество содержится в солончаках.
|
– это парообразная вода, поглощенная почвой из воздуха и прочно удерживаемая на поверхности твердых частиц высоким давлением в виде тончайшей пленки из двух-трех молекул воды. Молекулы гигроскопической воды удерживаются на поверхности почвенных частиц с большой силой |
При увеличении влажности почвы сверх максимальной гигроскопичности количество адсорбированной влаги возрастает и вокруг почвенных частиц образуются пленки воды, толщиной до несколько десятков диаметров молекул воды. Такая вода называется пленочной.
|
Это потенциальный источник жидкой и парообразной воды. При понижении темпе- ратуры почвы вначале замерзает свободная вода, а затем адсорбированная. Эту воду растения непосредственно не используют.
|
2. Парообразная влага. Этот источник имеет большое значение в районах с жарким, сухим климатом.
3. Грунтовые воды. Если они залегают на небольшой глубине (не глубже 3 – 5 м от поверхности почвы).
В естественных условиях почва обладает различной степенью влажности. Понятие «влажность» характеризует содержание воды в почве, выраженное в процентах от массы сухой почвы (весовая влажность) или от объема почвы (объемная влажность
Роль воды в почве определяется ее особым двойственным положением в природе:
с одной стороны, вода -- это особая физико-химическая весьма активная система, обеспечивающая многие физические и химические процессы в природе,
с другой -- это мощная транспортная геохимическая система, обеспечивающая перемещение веществ в пространстве.
Воде принадлежит главенствующая роль в почвообразовании: процессы выветривания и новообразования минералов, гумусообразование и химические реакции совершаются только в водной среде; формирование генетических горизонтов почвенного профиля, динамика протекающих в почве процессов также связаны с водой.
Вода в почве выступает и как терморегулирующий фактор, определяя в значительной степени тепловой баланс почвы и ее температурный режим.
Исключительно велика ее роль в плодородии почвы, в обеспечении условий жизни растений, поскольку почва является главным, а во многих случаях и единственным источником воды для произрастающих на ней растений
.
Почва, содержащая гигроскопическую воду, называется воздушно-сухой.
Максимальное количество гигроскопической воды, которое может поглотить почва из воздуха при условии полного его насыщения водяными парами (влажность 96% и вы- ше), называется максимальной гигроскопической влажностью (МГВ). Количество ее в почве зависит от тех же показателей, что и содержание гигроскопической воды, кроме влажности воздуха.
Таким образом, степень увлажненности почвы, при которой начинается устойчивое завядание растений, называется влажностью завядания. При устойчивом завядании рас- тений тургор не восстанавливается даже после того, как их помещают в атмосферу, насы- щенную водяными парами. У растений прекращается фотосинтез, а следовательно, созда- ние урожая, т. е. влажность завядания является нижним пределом доступности влаги для растений.
Свободная вода |
||
вода, не связанная силами притяжения с почвенными частицами, она передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил и является доступной для растений и микроорганизмов. |
||
Капиллярная |
Гравитационная |
Парообразная |
это вода, которая находится в почве в порах малого диаметра – капиллярах и передвигается в них под действием капиллярных сил. Она является главным источником водоснабжения растений. Распределение капиллярной воды в почве зависит от строения почвы, размера пор, глубины залегания грунтовых вод и других факторов. Капиллярные силы
|
это свободная вода, которая образуется в почве сверх капиллярной и под влиянием силы тяжести стекает вниз. При увеличении влажности почвы до предела, когда капиллярные силы уже не в состоянии удерживать возрастающее количество воды, последняя заполняет все крупные поры и стекает в нижние горизонты или по уклону под влиянием гравитационных. Гравитационная вода образуется после поливов, дождей и таяния снега. Эта вода доступна для растений, но вследствие большой скорости движения и кратковременного нахождения в почве сама непосредственно в питании растений участвует мало. Наибольшее количество гравитационной воды соответствует полной влагоемкости. Присутствие в почве в значительных количествах свободной гравитационной воды – явление неблагоприятное, которое свидетельствует об избыточном увлажнении и способствует заболачи- ванию. |
находится в составе почвенного воздуха в форме водяного пара. Источником парообразной воды в почве является свободная и сорбированная вода, а также водяные пары атмосферы. Содержание водяного пара в почвенном воздухе невелико (не больше 0,001% от веса почвы). Эта форма воды имеет значение как источник увлажнения верхних горизонтов почвы, особенно в засушливое время, а в районах недостаточного увлажнения – и зимой. Парообразная вода характеризуется большой подвижностью
|
1.плодородие, обусловленное содержанием гумуса. В почве находятся макро-(N, P, K, Ca, Mg и др.) и микроэлементы (B, Cu, Zn и др.). Азот – составная часть белков, без фосфора невозможен их синтез, калий участвует в фотосинтезе и обменных процессах, железо входит в состав ферментов и участвует в образовании хлорофилла и т.д.;
2. почва является средой для укоренения растений, для обитания микроорганизмов, беспозвоночных и позвоночных животных;
3. обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности. Круговороты углерода, кислорода, азота, воды осуществляются через почву;
4. воздействие на состав атмосферы и гидросферы. Из почвы в атмосферу выделяются такие газы, как СО2, СН4, NO и другие. Одновременно почвой поглощается из атмосферы кислород.
В результате круговорота воды почва избирательно отдаёт в поверхностный и подземный сток растворимые в воде химические соединения. Таким образом, почва влияет на химический состав водоёмов;
5. регулирование интенсивности биосферных процессов (продуктивности живых организмов);
6. защитная роль почвы по отношению к литосфере. Благодаря почве обеспечивается нормальное протекание геологической денудации суши. Почва препятствует слишком быстрому сносу продуктов выветривания горных пород с суши в океан. Почва является геохимическим аккумулятором всех химических элементов: она удерживает и предохраняет их вынос со стоком.
Водный режим почв – это совокупность всех явлений поступления влаги в почву, её передвижения, изменений физического состояния и расхода из почвы.
К основным водным свойствам почвы относят ее водоудерживающую способность, водопроницаемость, водоподъемную и испаряющую способность.
Водоудерживающая способность – это способность почвы удерживать содержащуюся в ней воду. Ее количественной характеристикой является влагоемкость.
Влагоемкость почвы – способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды. Влагоемкость выражается в процентах к массе или объему почвы.
В зависимости от количества воды и ее подвижности выделяют следующие виды влагоемкости:
1. Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) – наибольшее количество прочносвязанной (гигроскопической) влаги, которая удерживается на поверхности поч- венных частиц с помощью сорбционных сил. Она составляет 60-70% от максимальной гигроскопической влажности.
2. Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) – наибольшее количество рыхлосвязанной (пленочной или молекулярной) воды, которое почва может удерживать с помощью сил молекулярного притяжения. Она зависит от гранулометрического состава почвы.
3. Капиллярная влагоемкость (КВ) – максимальное количество воды, которое удерживает почва в капиллярных порах
– капиллярно-подвешенная – содержится в верхних слоях почвы и нижней каймой не касается грунтовых вод. Как правило, она образуется при увлажнении почвы сверху (после дождя или полива).
Капиллярно-подвешенная вода мигрирует в почве во всех направлениях.
– капиллярно-подпертая – находится над поверхностью грунтовых вод, связана с ними и подпирается водами этого горизонта.
Слой почвы, содержащий капиллярно-подпертую воду, называют капиллярной каймой.
– капиллярно-подвижная – вода заполняет капиллярные поры и передвигается под действием капиллярных сил.
Капиллярная влагоемкость соответствует содержанию в почве капиллярно-подпертой воды.
4. Полная влагоемкость (ПВ) – это наибольшее количество воды, которое может вместить почва при полном заполнении всех пор (капиллярных и некапиллярных) водой. В естественных почвах состояние полной влагоемкости возможно при избытке поступления поверхностной воды