Многие свойства почва полностью или частично наследует от материнской породы, в том числе механический, химический и минералогический составы

28.3. Воздушные свойства и воздушный режим почв. Основным источником углекислоты в почвах является орг. вещество, которое разлагается и окисляется микроорганизмами. Оптимальное содержание углекислоты в почв. воздухе от десятых долей процента до 1-2%. Выделение углекислоты из почвы называется дыханием почвы. >90% углекислоты воздуха имеют почвенное происхождение. Газообмен, или аэрация осуществляется через воздухоносные поры почвы (порозность аэрации). К факторам газообмена относятся: диффузия (! под парциальным давлением), изменение влажности, изменение температуры и атмосферного давления. Изменение влажности почвы приводит к поглощению влаги воздуха и его вытеснению при увлажнении. Изменение температуры и атмосферного давления также вызывают обмен между почв. и атм. воздухом из-за градиентов давлений и процессов расширения-сжатия. Диффузия хар- ся коэф-ом диффузии. Кол-во газа в см3 в 1 сек через поверхность в 1 см2 при мощности слоя 1 см и градиенте концентрации =1. Воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух. Кол-во воздуха в мл, прошедшее под давлением через 1 см2 при слое в 1 см. Зависит от гран. состава, структуры и влажности почвы.

Воздухоёмкость – содержание воздуха в почве в объёмных процентах. Зависит от влажности и порозности почв. Различают не- и капиллярную. Оптимальная порозность 20-25% в минеральных и в торфяных 30-40%. Воздушный режим – это совокупность всех явлений поступления, передвижения, изменения состава и физ. состояния воздуха при взаимодействии с другими фазами почвы, а также газообмен почв. воздуха с атм-ым. Подвержен суточной (до 30-50см), сезонной (годовой) и многолетней динамике.

Воздушный режим почв — это изменение состава и концентрации почвенного воздуха в профиле почвы во времени (за определенный промежуток времени).

Для нормальной жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, протекания биохимических и химических реакций, создающих питательную среду в почвенных растворах, развития корневой системы растений требуется активный газообмен (аэрация почв), в котором важную роль играют кислород и углекислый газ.

Регулировать воздушный режим почв можно с помощью агротехнических и мелиоративных приемов. Большое значение имеют такие мероприятия по обеспечению нормального газообмена, как разрушение почвенной корки и поддержание поверхности почвы в рыхлом состоянии, а также приемы обработки почвы, направленные на увеличение некапиллярной скважности, повышающей воздухопроницаемость почвы, и др.

В производственных условиях после полива или дождей почва расплывается, а после высыхания на ее поверхности образуется плотная корка. Если эту корку не разрушить, то проростки семян не выйдут на поверхность и погибнут от недостатка воздуха. Рыхление междурядий способствует повышению аэрации и обеспечивает значительную прибавку урожая.

Улучшение воздушного режима особенно необходимо там, где распространены почвы с избыточным увлажнением. Продуктивность угодий на болотных и заболоченных почвах ограничена плохой аэрацией и недостатком кислорода. Поэтому воздушный режим этих почв регулируют с помощью осуш

31.Тепловые свойства и тепловой режим почв. Теплопоглотительная (отражательная) способность почв – это способность почв поглощать (отражать) долю падающей на её поверхность солнечной радиации. Хар-ся значением альбедо – долей коротковолновой солнечной радиации, отражаемой поверхностью почв, выраженной в % к общей солнечной радиации. Альбедо зависит от цветы почвы, влажности, выравненности, раст. покрова. Теплоёмкость – свойство почвы поглощать тепло. Хар-ся кол-вом тепла в Джоулях (калориях), необходимого для нагревания 1 оС единицы массы (удельная) или единицы объёма (объёмная). Зависит от влажности, содержания орг. вещества, пористости аэрации. Наиболее высокая у воды. Влажные почвы медленнее нагреваются и охлаждаются. Тяжёлые и торфяные почвы – «холодные». Теплопроводность – способность почвы проводить тепло. Измеряется кол-вом тепла в Дж (калориях), которое проходит за 1с. Через 1см2 слоя почвы в 1см. Минимум у воздуха, у орг. вещества и воды повыше. Самая высокая у минер. части почв. Выше у плотных и влажных почв. Тепловой режим почвы – это совокупность и последовательность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла. Он хар-ся температурой на разных глубинах почв. профиля, которая имеет суточный и годовой ход. Суточный ход (50см почвы) опр-ся зональным положением почвы, климатическими и погодными условиями, сезонностью, рельефом и раст. покровом, составом и свойствами почв. Годовой ход (3-4 м) опр-ся климат. условиями, имеет большую амплитуду и выражен на большую глубину, чем суточный. Для оценки используются показатели: сумма активных температур (более 10 оС) на глубине 20см; сумма отриц. температур на глубине 20см; средний из абсолютных минимумов температур на поверхности; глубина промерзания; глубина проникновения температур более 10 оС (для лета) и др.

задача регулирования теплового режима почвы и приземного слоя воздуха сводится к увеличению притока теплоты в почву и сохранению ее, в южных — возникает необходимость ослабить перегрев почвы и растений, и почти во всех районах важной задачей является предупреждение повреждений растений от заморозков.

Приемы регулирования теплового режима почв направлены на лучшее использование основных и дополнительных источников тепла, сохранение и уменьшение расхода тепла и устранение перегрева почвы. Их можно разделить на Пассивные, не требующие материальных затрат, и Активные, требующие определенных материальных затрат и человеческих усилий.

К пассивным методам относятся: посев сельскохозяйственных культур в оптимальные сроки, использование в хозяйствах агроклиматически районированных культур и отдельных их сортов, правильное использование элементов рельефа. Посев теплолюбивых культур в более поздние сроки при наступлении относительно устойчивых положительных температур и надлежащем прогревании почвы способствует более благоприятным условиям их роста. Районирование позволяет определить географические границы возделывания культур, соответствующие их потребностям в тепле. Размещение более теплолюбивых культур на плато и южных склонах как лучше прогреваемых, а холодостойких — в низинах и на северных склонах позволяет лучше использовать мезоклимат.

К активным методам регулирования теплового режима почв и приземного слоя воздуха относятся такие агротехнические приемы, как посев и посадка растений на грядах и гребнях, обработка почвы и удаление избыточной почвенной влаги, мульчирование почвы, создание дымовых завес над поверхностью почвы и растениями, дополнительный обогрев почвы, создание полезащитных лесных полос, снегозадержание на полях.

При создании в северных районах гряд и гребней почва в них лучше прогревается, легче избавляется от излишней воды. Разница температур почвы на гребнистой и ровной поверхности достигает 5°С на глубине 5 см и 2,5 °С на глубине 10 см. Хотя в ночное время с поверхности гребней и гряд отдается больше теплоты, чем с ровной поверхности, все же тепловой баланс складывается более благоприятный.

Поступление тепловой энергии солнца может быть увеличена обработкой почвы и регулированием водно-воздушного режима почв. Структурные почвы обладают наиболее благоприятными тепловыми свойствами, хорошо прогреваются и сохраняют тепло в глубоких слоях. Удаление излишней влаги из почвы также способствует более быстрому прогреванию почвы, так как твердая фаза (почва) характеризуется меньшей теплоемкостью, чем вода.

Мульчирование почвы темноцветными материалами — торфом, перегноем, бумагой и др. — способствует поглощению солнечной энергии и увеличению прихода тепла в почву. Вместе с тем такие мульчирующие материалы уменьшают потери тепла ночью и одновременно уменьшают испарение почвенной влаги. Наибольшее количество теплоты из почв, особенно не покрытых растительным покровом, расходуется именно на испарение воды и на теплообмен с воздухом. На полях, покрытых растениями, наибольший расход теплоты приходится на транспирацию растений. Общий расход тепла на транспирацию и испарение воды из почвы на полях достигает 80% и более от радиационного баланса.

Органические удобрения могут служить дополнительным средством обогрева почвы в районах с коротким теплым периодом и недостаточным поступлением солнечной радиации.

Снегозадержание позволяет выгодно использовать физические свойства снега для уменьшения потерь теплоты из почвы. Благодаря своей низкой теплопроводности снежный покров хорошо сохраняет в почве тепло и защищает ее от охлаждения. Снежный покров имеет особенно важное значение для перезимовки озимых культур, многолетних трав, ягодных и плодовых насаждений. Озимые культуры благополучно перезимовывают при неглубоком промерзании почвы и при температуре на ее поверхности не ниже — 10 °С и не выше — 5°С. Такие условия создаются при высоте снежного покрова на юге европейской части СССР не менее 20 см, на севере — более 70, а в разных районах Сибири — от 40 до 100 см.

Ранней весной в ясную ночную погоду отмечается сильное лучеиспускание с поверхности почвы, и она вследствие большой потери теплоты переохлаждается, на ее поверхности могут быть заморозки, в результате чего могут пострадать посевы. Специальными мерами по предупреждению заморозков служат дымовые завесы. В качестве дымообразующих средств используют дымовые шашки и костры. Дым и водяные пары в приземном слое воздуха предохраняют почвы от лучеиспускания и соответственно от переохлаждения. Для предохранения растений от заморозков и для сохранения тепла в овощеводстве широко используют пленочные покрытия.

В хозяйствах, расположенных вблизи природных источников термальных вод или крупных промышленных предприятий, может использоваться в качестве источника тепла горячая вода для обогрева почвы через систему труб, а вода с пониженной температурой — для орошения. В Средней Азии при влагозарядковых поливах в холодное время года или при осенних поливах поливная вода выступает также как дополнительный источник тепла, поскольку имеет более высокую температуру, чем поверхностный слой почвы. Такой прием резко уменьшает амплитуду колебания температуры почвы в течение суток. При возделывании растений в защищенном грунте для дополнительного обогрева применяют пар, различные виды топлива, электроэнергию.