Место почвоведения в системе прикладных наук

Учение Докучаева о почвах

В. В. Докучаеву (1846-1903) принадлежит огромная роль в создании отечественного почвоведения, он также автор многочисленных работ по геоботанике, геологии, минералогии. Из школы Докучаева вышли В.И.Вернадский, А.Е.Ферсман, А.И.Перельман и др. Докучаев был основоположником учения о ландшафтах. После окончания ПГУ Докучаев стал работать на кафедре геологии и минералогии ПГУ, а также вступил в Вольное экономическое общество, где занимался. В 1876 г. он был приглашен в Черноземную комиссию ВЭО. Докучаев разработал программу работ комиссии, включавшую геолого-географические и физико-химические исследования чернозема. Докучаев отмечал, что для проведения такой работы необходимо дать определения многим основополагающим понятиям, связанным с почвами, объяснить многие общие явления.

В 1883 г. вышла в свет монография Докучаева “Русский чернозем”, явившаяся основополагающим трудом в отечественном почвоведении. В этой работе подробно исследовались свойства, происхождение, изменчивость в пространстве и пределы распространения черноземов. Докучаев отмечал, что почва представляет собой сложное образование, морфологически и химически хорошо отличимое от рыхлых отложений. Он доказал (на примере чернозема), что почвы представляют собой особые естественно исторические тела, заметил, что почва есть результат взаимодействия различных компонентов географической среды. Докучаев установил, что почвы имеют определенный генетический профиль, особенности которого определяются климатическими условиями, характером растительности, деятельностью населяющих почву животных, составом и свойствами материнской породы, условиями рельефа, в которых образуется почва, а также продолжительностью почвообразования. Сферу взаимодействия природных компонентов Докучаев называл “четвертым царством природы”. В соответствии с этими принципами Докучаев составил “ Схематическую почвенную карту черноземной полосы Европейской России.

Основа метода изучения почв, предложенного Докучаевым, состоит в сравнительно-географическом изучении почв в совокупности с факторами почвообразования. Разработанный Докучаевым комплексный сравнительно-географический метод исследования почв и поныне является руководящим при изучении генезиса и географии почв, и составлении почвенных карт. В соответствии с разработанной им самим новой методикой комплексного изучения почв, в 1882 г. Докучаев с группой студентов начал почвенные исследования в Нижегородской губернии. Потом была выполнена подобная работа для Полтавской губернии.

В 1888 г. Докучаев возглавил Почвенную комиссию в ВЭО. В 1892-1895 гг. Докучаев был директором Ново-Александрийского сельскохозяйственного института. В институте была основана первая в России кафедра почвоведения.

В 1891 г. часть черноземных областей России подверглось серьезной засухе. Это натолкнуло Докучаева на размышления об истощении земель, антропогенном воздействии на почвы. Этим вопросам Докучаев посвятил книгу “Наши степи прежде и теперь”.

 В 1892 г. под эгидой Лесного департамента Докучаев организовал “Особую экспедицию по учету различных способов и приемов лесного и водного хозяйства в степях России”. Экспедиция занималась изучением водного и теплового режима черноземных почв и влияния на их свойства лесной растительности.

Уже в первых своих работах Докучаев развивает идею географической зональности почвенного покрова и тесной связи почв с зонами природы. Дополнительные данные для подобных обобщений он получил при изучении в 1898-1900 гг. почв Кавказа, Туркестана, Закаспийской низменности. Идея зональности была отражена и на почвенной карте Европейской России, опубликованной в 1900 г. В 1899 г. вышла статья Докучаева “К учению о зонах природы”.

Таким образом, Докучаев стал основоположником нового направления в географической науки, связанного с комплексным изучением природных ландшафтов, сформулировал основной закон физической географии – закон географической зональности. В.В.Докучаев – основоположник научного почвоведения.

3 постулата, которые легли в основу новой науки:

1.Почва – самостоятельное естественно-историческое тело. Почва – это исключительно те дневные, / близкие к ним горизонты горных пород, которые более / менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов. Где этого условия нет, там нет естественных почв, а есть / искусственная смесь / горная порода.  

2. Учение о факторах ПО. Почва-функция факторов по. Без одного из них невозможно существование почвы. Все равны по значению.                                                                                               

3. Метод изучения почв и ландшафтов естественно-исторический / сравнительно-географический.

 

 

Следствия ПО

1. Если все факторы по в пределах, какого-то района не изменены, то и почва не изменена.

2. При изменении хотя бы одного фактора, изменяется почва

3. Почва распределены по земле согласно сочетанию и распределению факторов по 

4. Изучить почвы, генезис, свойства, причины распространения можно только в органичной связи с изучением факторов по

(на этих следствиях основана карта «черноземная полоса России»)

2.2 Рельеф, как фактор почвообразования

Рельеф- парораспределитель тепла, влаги и твердых масс. Особенности почв и ландшафтов в зависимости от положения рельефа.

Благодаря наличию рельефа в значительной мере перераспределяются на земной поверхности радиационная энергия Солнца. Определенную роль в местном увеличении солнечной радиации играет экспозиция склона (интенсивность прогревания почв, скорость испарения влаги, продолжительность снежного покрова, промерзание, длительность биологически активных температур). От экспозиции склонов зависят:           

1. густота и состав растительного покрова,                                                         2. длительность вегетационного периода,                                                          3. условия жизни почвенной фауны.                                           Экспозиционные эффекты особенно велики в горах. (так как уколон поверхности достигает наибольшего значения)

Релье ф также является перераспределителем влаги и растворенных веществ на земной поверхности. Почвы склонов в одной и той же климатической обстановке получают как правило меньше атмосферных осадков, чем почвы равнинных, особенно пониженных элементов рельефа. В результате возникает различный водный режим. (на наклонных поверхностях – дефицит влаги, а в понижениях-переувлажнение)                                                                                                                        Для почв, формирующихся на различных элементах рельефа, характерен также специфический баланс химических веществ. На относительно возвышенных участках поверхности приток веществ извне осуществляется только из атмосферы. Такие почвы называются автономными, продукты почвообразования в них / остаются на месте, / выносятся в нижележащие слои почвенного профиля. На более низких ступенях рельефа, а особенно в замкнутых депрессиях наряду с поступлением веществ из атмосферы почвы получают дополнительное количество веществ за счет бокового притока. Такие почвы называются гетерономными, / геохимически подчиненными.                  Перемещение веществ из автономных почв в гетерономные может происходить: в водных молекулярных / коллоидальных растворах, в форме твердых взвесей, влекомых водой при плоскостном поверхностном стоке, в форме солифлюкционных масс.

 

 

Классификация по смытости гумуса:

Слабосмытые почвы	Смыто до 20%	< 2-3°
Среднесмытые почвы	25-30%	До 4°
Сильносмытые почвы	До 75%	До 5°
Очень сильносмытые почвы	>75%	5-7°
Полностью смытые почвы	100%	>7°

 

 Существует специальное учение (разработано Б. Б. Полыновым в 1950-е гг.) о геохимической взаимосвязи отдельных ландшафтов и почв, ключевым понятием которого является элементарный ландшафт (фация). Элементарный ландшафт – одновозрастный элемент рельефа, сложенный одной и той же материнской породой и покрытый в каждый отдельный момент своего существования определенным растительным сообществом. Одинаковые условия создают единое направление почвообразования. По условиям миграции химических элементов все разнообразие элементарные ландшафты делится на три основные группы:

1. Элювиальные ландшафты и свойственные им почвы формируются на повышенных элементах рельефа при глубоком залегании уровня грунтовых вод, не оказывающих влияния на почвы и растительность. В этих условиях почвы развиваются за счет двух противоположно направленных процессов:                                                               а) вертикального (радиального) вымывания веществ с атмосферными осадками из верхней части в нижнюю, формирование аккумуляций на глубине;                                                                                                                                б) возврата и накопления органических и минеральных веществ в приповерхностном слое за счет химических элементов, содержащихся в растительном опаде, атмосферных выпадениях (пыль, осадки). 2.

2. Супераквальные (надводные) ландшафты формируются на пониженных элементах рельефа, где грунтовые воды значительно влияют на почвы и растительность. В почвы супераквальных ландшафтов осуществляется дополнительный приток химических элементов с боковым (латеральным) стоком и грунтовыми водами. Здесь часто накапливаются продукты почвообразования, выносимые из почв элювиальных ландшафтов и возникать явления абсолютной гидрогенной аккумуляции.

3. Субаквальные ландшафты – местные водоемы со свойственной им водной растительностью и донными почвами. Принос извне веществ с твердым и жидким стоком в этих почвах становится основным процессом. Кроме названных основных элементарных ландшафтов существуют транзитные ландшафты склонов, почвы которых могут сочетать в себе признаки элювиальности и геохимической подчиненности.

4. Существуют транзитные ландшафты склонов, почвы которых могут сочетать в себе признаки элювиальности и геохимического подчинения 

Почвы элювиальных, супераквальных и субаквальных ландшафтов определенной местности, сопряженные друг с другом в геохимическом плане, называются почвенно-геохимическими сопряжениями.                                      Процессы перераспределения веществ между почвами различных элементов форм рельефа при определенных условиях приобретают форму значительных денудационноаккумулятивных явлений.

При сильно расчлененном рельефа развивается сильная эрозия почв. Это негативно сказывается на их плодородии.

На характер почвообразования влияет и абсолютная высота местности (особенно в горных странах): с высотой в значительной степени меняются гидротермические показатели.

 

 

2.3 Климат, как фактор почвообразования

Климатические условия формирования почв выражаются в количестве солнечной радиации, поступающей на земную поверхность, и в уровне увлажненности почвы, определяемой количеством осадков. Климатическим закономерностям подчиняется обмен газами и твердыми частицами между почвой и атмосферой.

Солнечная радиация – основой источник энергии почвы. От величины лучистой энергии Солнца при достаточном увлажнении зависит:                        1. интенсивность выветривания                                                                                       2. синтеза почвенных минералов,                                                                                        3. темпы и направленность разложения органики,                                                        4. состав и характер внутрипочвенного функционирования биоты

Существует определенная закономерность между солнечной энергией, поступающей в почву, мощностью почвы, а также глубиной преобразования исходной материнской породы.                                            Приход солнечной энергии подчиняется ритмам различной продолжительности, в почве так же чередуются процессы нагревания, охлаждения, промерзания, оттаивания. Комбинации этих процессов формируют тепловой режим почв

лиматический фактор определяет поступление атмосферных осадков в почву. От их годовой суммы, распределения по сезонам и величины испаряемости зависят                                                                                         1.степень промачиваемости почвы,                                                                         2.запасы в ней продуктивной (доступной растениям) влаги,                               3. влагообеспеченность микробиологической деятельности.                             С учетом глубины и интенсивности передвижения почвенной влаги, преобладания восходящих / нисходящий токов выделяются различные типы водного режима почв.

В целом можно говорить о гидротермическом режиме почв, поскольку между процессами накопления и передвижения влаги, с одной стороны, и температурными характеристиками почв – с другой, существует тесная взаимосвязь и взаимообусловленность.

С атмосферными осадками, кроме собственно влаги, в почву поступают растворенные органические и минеральные соединения, аэрозоли, пыль. Почвенный покров является приемником значительных масс веществ, вовлекаемого в региональный и глобальный атмосферный процессы.

Важным фактором почвообразования является также газообмен между почвой и атмосферой. Из атмосферы в почву проникает кислород, участвующий в процессах окисления, распада органики, дыхания корней. Из почву в атмосферу выделяется воздух, насыщенный углекислотой и другими газообразными продуктами жизнедеятельности почвенной биоты. Избыток / недостаток того / иного компонента в почвенном воздухе (O2, CO2) сказывается на направленности внутрипочвенных процессов, состоянии почвенной экосистемы.

 

2.3.a Типы теплового режима

Тепловой режим почв – одна из производных климатических характеристик. В суточном цикле с восхода Солнца до 14 ч почва нагревается, затем она постепенно начинает охлаждаться. Максимальное охлаждение наблюдается около 4-5 ночи. В годовом цикле почва нагревается с первых месяцев весны до середины лета, затем постепенно охлаждается. Суточные колебания температур обычно проявляются до глубины 50 см, годовые – до 15 м. На глубине из-за низкой теплопроводности наблюдается запаздывание соответствующих температур по сравнению с поверхностью примерно на месяц.

С учетом интенсивности процессов промерзания почв выделяют следующие типы температурных (тепловых) режимов почв (по В. Н. Димо):

1. Мерзлотный тип. Характерен для почв со сплошной вечной мерзлотой. В течение года преобладает процесс охлаждения почв. В холодный период почва промерзает до верхней границы вечномерзлых пород. Процесс нагревания сопровождается протаиванием сезонно-мерзлотного слоя. Среднегодовая температура почвы отрицательна.

 2. Длительносезоннопромерзающий тип. Охлаждение почвы сопровождается промерзанием. Длительность промерзания не менее 5 месяцев, глубина проникновения отрицательных температур более 1 м. Сезонное промерзание не сопровождается смыканием с вечной мерзлотой островного типа. Прогревание почвы приводит к оттаиванию, среднегодовая температура почвы обычно положительная.

 3. Сезоннопромерзающий тип. Процесс охлаждения сопровождается неглубоким промерзанием (от нескольких дней до 5 месяцев). Среднегодовая температура положительна. Вечная мерзлота отсутствует

4. Непромерзающий тип. В годовом цикле преобладает процесс нагревания. Промерзания и морозности нет. Отрицательные температуры отсутствуют / наблюдаются только несколько дней.                                         5. Постоянно теплый тип. Температура самого холодного месяца во всей толще не опускается ниже 10°С.

6. Постоянно жаркий тип. Суточные амплитуды температур превышают годовые амплитуды, среднегодовая температура почв на глубине 0,2 не опускается ниже 20°С.

 

2.3.б Типы водного режима почв

В зависимости от коэффициента увлажнения, характера дренажа и уровня грунтовых вод в почвах формируются различные типы водного режима.

1. Коэффициент увлажнения > 1, хороший дренаж

Промывной тип избыток атмосферный влаги просачивается через всю почвенную толщу и пополняет грунтовые воды. Промывной тип водного режима характерен для почв тайги, субтропических и тропических лесов. Происходит перенос из верхней части почвы в нижнюю многих минеральных и органических веществ

2.

Водоупор

Коэффициент увлажнения < 1, плохой дренаж

Водозастойный тип

(плоский рельеф и тяжелый гранулометрический состав почв) – избыток атмосферной влаги застаивается в почвах, в них формируется постоянная / временная верховодка. Водозастойный тип водного режима характерен для тундровых и болотных таежных почв. Повоборазующие продукты застаиваются.

3. Коэффициент <1

Непромывной тип водного режима – имеется постоянно сухой слой между нижней границей промачивания и уровнем залегания грунтовых вод – “мертвый горизонт”. Вся атмосферная влага расходуется на испарение и десукцию (процесс отсоса влаги из почвы корнями растений). Непромывной тип водного режима характерен для большинства почв степей, полупустынь и пустынь. Продукты почвообразования не выносятся за пределы почвы, а лишь перемещаются на какую-то глубину в ее толщу

На низменных слабодренированных равнинах / в местных понижениях, где уровень грунтовых вод весьма часто расположен близко к поверхности, могут быть развиты гидроморфные почвы.

Они характеризуются своими водными режимами

1. Коэффициент >1, плохой дренаж

Водозастойный режим - влага атмосферных осадков идет на пополнение грунтовых вод, уровень которых начинает приближаться к поверхности, почвы сильно переувлажняются. Водозастойный режим имеют почвы низинных болот, которым свойственно грунтовое питание.

2. Коэффициент < 1

влага по капиллярам поднимается от грунтовых вод в иссушающую верхнюю часть толщи, где испаряется и расходуется на десукцию (поглощается корнями растений). При выпотном режиме соли, растворенные в грунтовых водах, при испарении и десукции накапливаются в почвах. Выпотной режим характерен для гидроморфных почв степей, полупустынь и пустынь. Соли растворенные в грунтовых водах, при испарении и десукции постепенно накапливаются в почвах

2.4 Биологический фактор почвообразования

Деятельность растений, животных и микроорганизмов является неотъемлемой частью почвообразования. Почвы не могут существовать вне биологического воздействия.

2.4.а Растения

Велика роль в почвообразовании высших зеленых растений, которые являются основными продуцентами и поставщиками органического вещества в почву.

❶ Надземные и подземные остатки                                                                           Часть растительного опада превращается в простые соединения – углекислоту, воду, оксиды азота, и либо выносится из почвы, либо вовлекается в новые циклы жизнедеятельности биоты. В процессе разложения освобождаются также элементы минерального питания растений (зольные элементы). Другая же часть органических остатков трансформируется в соединения специфической природы – гумусовые веществ а, которые накапливаются в почве, придавая ей определенные химические и физические свойства.

Качество и характер надземных и подземных остатков, направленность гумусообразования и свойства гумусовых веществ в значительной мере зависят от типа растительности и гидротермических условий ее образования.

Биомасса

Лесная растительность	мах 4000-5000 ц/га
Саванны степи тундры	250-650 ц/га
Полярные и тропические пустыни	Менее 50 ц/га

Рыхлые осадочные породы

Таких пород на поверхности Земли больше всего. Они самые молодые, образованы преимущественно в четвертичный возраст, а континентальных условиях при накоплении и переотложении продуктов дезинтеграции и выветривания массивно-кристаллических и плотных осадочных пород. Выделяют следующие генетические типы рыхлых осадочных пород: гравитационные (склоновых процессов – оползней, обвалов, осыпей), водные (в т.ч. делювиальные), ледниковые / моренные, эоловые. Каждый из типов характеризуется своими свойствами и в зависимости от этого оказывают различное влияние на формирование почвы.                       

 Очень важным при почвообразовании свойством пород является их гранулометрический состав. Рыхлые осадочные породы могут быть глинистыми, суглинистыми, песчаными, супесчаными, гравийными, щебневатыми, галечниковыми и валунными, что сказывается на характере дренированности и водном режиме почв.                                                          

Рыхлые осадочные породы подвергались многочисленным преобразованиям, поэтому содержат в основном вторичные минералы относительно малое количество первичных минералов. Поэтому в почвах, приуроченных к этим породам, минеральная часть глубоко трансформирована, содержится много новообразованных соединений.

 

 

Локальные факторы

2.7.а Грунтовые воды

Кроме повсеместно действующих четырех основных факторов почвообразования – геологического, биологического, климатического и геоморфологического – существует ряд весьма мощных, но локально действующих факторов. К таким факторам относятся почвенно-грунтовые воды, режим и химический состав которых часто определяют все почвенные процессы в супераквальных (гидроморфных) почвах.

Глубина залегания грунтовых вод во многом определяет водный режим почвы. При хорошем дренаже почв атмосферная вода достигает уровня грунтовых вод, водный режим является промывным, происходит растворение, перемещение в нижнюю часть профиля и вынос грунтовыми водами многих минеральных и органических продуктов почвообразования. Супераквальные почвы формируются на пониженных элементах рельефа, где грунтовые воды подходят близко к поверхности (низкие террасы и поймы рек и озер, низменные морские побережья, бессточные впадины). В супераквальные почвы осуществляется дополнительный приток химических элементов с боковым (латеральным) стоком и грунтовыми водами. Здесь могут накапливаться в значительных количествах продукты почвообразования, выносимые из почв элювиальных ландшафтов, и возникать явления абсолютной гидрогенной аккумуляции.

Обычно над поверхностью водоносного слоя располагается горизонт капиллярно-подпертой влаги, в котором и крупные, и мелкие капилляры заполнены водой. Чем выше от поверхности грунтовых вод, тем все меньшее количество влаги будет находиться в капиллярах. Чем тоньше капилляры, тем медленнее поднимается по ним влага. При этом формируется либо водозастойный (если коэффициент увлажнения больше 1), либо выпотной (коэффициент увлажнения меньше 1).

 

Твердая фаза

В состав минеральной части почв входят первичные и вторичные минералы.

3.1.а Первичные минералы

*Акцессорные минералы, характерные только для какого-либо типа почв.

Первичные минералы – минералы магматического и метаморфического происхождения, которые унаследованы почвами от материнской породы, образовались при дефиците кислорода, влаг и т.п.

К главным породообразующим минералам относятся:                                         Полевые шпаты -60%, кварц – 12%, амфиболы и пироксены – 17%, слюды – 14%, прочие с/каты -6%, остальные минералы – 1%.

Минералы магматической и метаморфических пород – кислородные соединения, главные из них – оксиды, с/каты и алюмосиликаты. 

Оксиды                                                                                                                              Кварц (SiO2) один из самых распространённых минералов. Основной кристаллохимической структуры кварца являются кремнекислородные тетраэдры, представляющие четыре иона кислорода, расположенные по углам тетраэдра, в центре которого заключен ион кремния [Sio4]. Они образют трехмерную каркасную структуру, что приводит к устойчивости кварца к выветриванию.

С/каты                                                                                                                                                 В основе этих кристаллохимической структуры лежат кремнекислородные тетраэдры, представляющие изолированные группы / цепочки, соединённые двухвалентными катионами.

Пироксены R2[Si2O6] (авгит), Амфиболы (роговая обманка), Оливин

Алюмосиликаты

Кристаллическая решетка образована тетраэдрами и октаэдрами. Они подразделяются на каркасные (полевые шпаты) и слоеватые (слюды).

Полевые шпаты - каркасные алюмос/каты, состоят из кремне- и алюмокислородных тетраэдров.                                                                                Калиевые – ортоклаз, микроклин                                                                                   Натриевые – альбит                                                                                            Кальциевые – анортит                                                                                                                      Плагиоклазы – изоморфные смеси в различных соотношениях альбита и анортита. Они делятся на кислые, средние и основные.

Слюды состоят из кремнекислородные тетраэдров и образуют плоские сетки. Образуют трехслойный пакет Слой ККТ, Слой АГО, Слой ККТ, соединённых между собой ионами K / кальция, Mg и Fe.

Мусковит – калиевая слюда (более устойчив) Биотит – магнезиально-железистая слюда.

Минералы – источники фосфора, фтора, хлоры и серы.                                            Апатит – источник фосфора, Сульфид Fe (пирит) – источник серы.

Пироксены и амфиболы                                                                                     Цепочечное строение. Цепочки состоят из ККТ. Связаны Fe, Алюминием, Натрием, Mg, Калием.                                                    Одинарные цепочки – пироксены Fe, Al, Mg, Na, K                                      Связанные между собой цепочки – амфиболы (более устойчивы к выветриванию) Это в целом неустойчивые соединения.

Кроме этих минералов есть ещё первичные оксиды. Fe2O3 – гематит TiO2 – рутил

Бескислородные соединения FeS2 – пирит

 

3.1.б Вторичные минералы

Вторичные минералы по отношению к почве явл остаточными, унаследованные от почвообразующей породы. Вторичные минералы делятся:

1. Вторичные, связанные с постмагматическими процессами, преимущественно гидротермальными процессами (серитизация, хлоризация)

2. Вторичные, связанные с гипергенными процессами(выветривание). Это разнообразные глинистые минералы, оксиды и гидроксиды, карбонаты, фосфаты, сульфаты, хлориды.

· Остаточные, унаследованные от почвообразующей породы

· Новообразованные. В процессе внутрипочвенного выветривания и трансформации унаследованных от п/о п

Из-за процесса выветривания образуются вторичные минералы:

1. Минералы простых солей. (хлориды, сульфаты, карбонаты) малоустойчивы, растворяются и выносятся с грунтовыми и поверхностными водами.

CaCO3 – кальцит, (CaMg)CO3 – доломит, CaSO4*2H2O – гипс, галит   

Жидкая фаза

3.2.а Состояние и категории влаги в почве

Почвенная влага – одна из важнейших и весьма мобильных составных частей почвы. При участии воды совершаются процессы выветривания, гумификации и минерализации органических остатков. Почвенная влага является основой жизни микроорганизмов и высших растений. При участии почвенной влаги происходит                                                                          1. перемещение веществ внутри профиля,                                                              2. обособление генетических горизонтов,                                                              3. вынос части вещества за пределы профиля.                                                             От состояния влажности почвы изменяются ее физические свойства.

Категории почвенной влаги:

1. Кристаллизационная влага прочно связана в кристаллические решетках минералов (алюмос/катов, гидрос/катов, простых солей) и входит в твердую фазу почвы.

2. Твердая влага – лед. Обычно проявляется в верхних горизонтах сезоннопромерзающих почв и постоянно существует в нижнем горизонте почвы с вечно мерзлотой

3. Парообразная влага – водяной пар. Попадает из атм / из-за испарения влаги в почве, и движется из мест с большей упругости пара к меньшей.

4. Жидкая влага – связанная и свободная влага

§ Связанная влага – удерживается на поверхности твердых частиц за счет молекулярного притяжения.

Прочносвязанная (гигроскопическая) влага                                                                              Движение частиц в почве регулируется сорбционными силами (притяжение молекул парообразной воды к твердым почвенным частицам и превращая ее в твердую прочносвязанную гигроскопическую влагу). Начальная стадия процесса заключается в притяжении парообразной воды к поверхностным молекулам и ионам самого вещества. Следующий слой образуется за счет притяжения молекул абсорбированной воды. То есть все молекулы абсорбированной воды находятся в строго определенном положении.                                                                                                                                              Свойства: она имеет повышенную плотность (1.1-1.7), меньшая теплоемкость (около 0.5), не способна проводить электрический ток и растворять электролиты, не замерзает до -78°                                                        Гигроскопическая влага удерживается на поверхности почвенной частицы силами молекулярного притяжения очень прочно. Удалить ее можно только переходом в парообразное состояние при нагревании почвы до 100°.                                                                                                                                  º Максимальная гигроскопичность – водно-физическая константа показывающая максимальное кол-во гигроскопичной влаги в почве.

Рыхлосвязанная (пленочная) влага                                                                       Вода удерживаемая силами молекулярными приняжения сверх максимальной гигроскопичности. Основной признак – ориентированное расположение молекул. Эту воду почва не может поглотить из насыщенной влагой атм. Они сорбируется только при соприкосновении почвенных частиц с водой. Способна к передвижению от частиц с более тонкими плёнками к частицам с менее толстыми. Может быть удалена при центрифугировании / опрессовывание.                                                                      º Максимальная молекулярная влагоемкость – наибольшее кол-во влаги, которое может удерживаться в почве силами молекулярного притяжения.

§ Свободная влага

Капиллярно-подвешенная вода                                                                                                        Отсутствие гидростатической связи с постоянным / временным водоносным горизонтом. Она образуется при увлажнении почвы сверху.    º Наименьшая влагоемкость (полевая влагоёмкости почвы) (НВ) -наибольшее количество подвешенной влаги, остающейся в верхнем горизонте, после смачивания почвы сверху.                                                                                 Виды подвешенной влаги:                                                                                      а) Стыковая к/п – встречается в почвах различного гранулометрического состава в виде разобщенных вокруг точек соприкосновения твердых частиц. Влажность <НВ                                                                                                       б) Внутиагрегатная к/п – заполняет поры капиллярного размера в почвах обладающих макроструктурой. Влажность <НВ                                                               в) Насыщающая к/п -     в зернистых почвах целиком заполняет поровые пространства почвенной массы. Возникает при исходной сухости почвы. Удерживается за счет изначальной сухой почвы.                                                                 г) Сорбционно-замкнутая к/п – встречается в почвах тяжелого и среднего гранулометрического состава в виде микроскоплений в крупных порах, изолированных друг от друга перемычками из связанной влаги.

 

Капиллярно-подпертая влага                                                                                                           а) Подперто-подвешенная капиллярная влага – образуется при влажности = НВ в слоистых толщах в более тяжелых (менее пористых) слоях при подстилании их более легкими (более крупнозернистыми)                                                 б) Подпертая капиллярная – влага капиллярной каймы над временным / постоянным зеркалом почвенно-грунтовых вод в почвах любого гранулометрического состава.                                                                                     º Капиллярная влагоемкость – максимальное количество капиллярно подпертой влаги в почве

Свободная гравитационная влага                                                                                                              Передвижение под влиянием силы тяжести.                                                               а) Подсачивающаяся влага – состояние нисходящего движения по крупным полостям некапиллярного размера. Влажность >НВ                                                                 б) Влага водоносных горизонтов – грунтовые, почвенно-грунтовые и почвенные воды, удерживаемые вследствие наличия водонепроницаемого горизонта.

 

 

Газовая фаза

Несмотря на постоянную связь с атм почвенный воздух значительно отличается от атм-ого. Он обеднен кислородом и значительно обогащён углекислотой из-за протекающих в почве биологических и биохимических процессов. (дыхание корней, поглощают кислород и выделяют углекислоту, содержание которой больше у корней в почве) Чем обильнее и активнее микробное население почвы, тем больше потребляется кислород и выделяется углекислота.                                                                       Также кислород расходуется на окисление при внутрипочвенном выветривание минералов.                                                                                    Поэтому с