 |
|
|||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Меню |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Кроме основного источника лучистой энергии, в почву поступает тепло, выделяемое при экзотермических, физико-химических и биохимических реакциях. Однако тепло, получаемое в результате биологических и фотохимических процессов, почти не изменяет темммпературу почвы. В летнее время сухая нагретая почва может повышать температуру вследствие смачивания. Эта теплота известна род названием т е п л о т ы с м а ч и в а н и я. Она проявляется при слабом смачивании почв, богатых органическими и минеральными (глинистыми) коллоидами. Весьма незначительное нагревание почвы может быть связано с внутренней теплотой Земли. Из других второстепенных источников тепла следует назвать «скрытую теплоту» фазовых превращений, освобождающуюся в процессе кристаллизации, конденсации и замерзании воды и т. д. В зависимости от механического состава, содержания перегноя, окраски и увлажнения различают теплые и холодные почвы. Теплоемкость определяется количеством тепла в калориях, которое необходимо затратить, чтобы поднять температуру единицы массы (1г) или объема (1 см3) почвы на 1оС. Из таблицы видно, что с увели чением влажности теплоемкость меньше возрастает у песков, больше у глины и еще больше у торфа. Поэтому торф и глина являются холодными почвами, а песчаные – теплыми.
|
Механический состав почв
|
Содержание воды (% от пористости)
|
0
|
20
|
30
|
40
|
60
|
70
|
80
|
100
|
Песок…………….
|
0,3
|
0,39
|
0,43
|
0,47
|
0,55
|
0,59
|
0,53
|
0,72
|
Глина…………….
|
0,24
|
0,36
|
0,42
|
0,47
|
0,59
|
0,65
|
0,71
|
0,83
|
Торф……………..
|
0,15
|
0,3
|
0,37
|
0,45
|
0,6
|
0,68
|
0,75
|
0,91
Теплопроводность и температуропроводность. Т е п л о п р о в о д н о с т ь – способность почвы проводить тепло. Она выражается количеством тепла в калориях, проходящего в секунду через площадь поперечного сечения 1 см2 через слой 1 см при температурном градиенте между двумя поверхностями 1оС. Воздушно-сухая почва обладает более низкой теплопроводностью, чем влажная. Это объясняется большим тепловым контактом между ьтдельными частицами почвы, объединенными водными оболочками. Наряду с теплопроводностью различают т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т ь – ход изменения температуры в почве. Температуропроводность характеризует изменен ие температуры на единице площади в единицу времени. Она равна теплопроводности, деленной на объемную теплоемкость почвы. При кристаллизации льда в порах почвы проявляется кристаллизационная сила, вследствие чего закупориваются и расклиниваются почвенные поры и возникает так называемое м о р о з н о е п у ч е н и е. Рост кристаллов льда в крупных порах вызывает подток воды из мелких капилляров, где в соответствии с уменьшающимися их размерами замерзание воды запаздывает.
Зависимость температуры замерзания воды от диаметра капилляров (по Огиевскому) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Диаметр капилляра (мм) |
1,57 |
0,24 |
0,15 |
0,06 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Температура замерзания(оС) |
-6,4 |
-13,3 |
-14,5 |
-18,5 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В связи с тем, что многие источники притока тепла и расходования его исчисляются еще недостаточно точно, тепловой баланс определяется приближенно по упрощенной формуле:
Е = А(приток) – Б(расход),
а также
Rб = B + L или Rб – V = B + L
где Rб – радиационный баланс (приход и расход лучистой энергии);
В – теплообмен в деятельном слое (почва + растения);
L – теплообмен в воздухе;
V – обмен тепла, связанный с влагооборотом – испарением и конденсацией.
Источники поступающего в почву тепла и расходования его – неодинаковые для различных зон, поэтому тепловой баланс почв может быть и положительным и отрицательным. В первом случае почва получает тепла больше, чем отдает, а во втором – наоборот. Но тепловой баланс почв любой зоне с течением времени заметно изменяется.
Тепловой баланс почвы поддается регулированию в суточном, сезонном, годичном и многолетнем интервале, что позволяет создать более благоприятный термический режим почв.
Тепловым балансом почв природных зон можно управлять не только через гидромелиорации, но и соответственными агромелиорациями и лесомелиорациями, а также некоторыми приемами агротехники. Растительный покров усредняет температуру почвы, уменьшая ее годовой теплооборот, способствуя охлаждению приземного слоя воздуха вследствие транспирации и излучения тепла. Большие водоемы и водохранилища умеряют температуру воздуха.
Весьма простые мероприятия, например культура растений на гребнях и грядах, дают возможность создать благоприятные условия теплового, светового, водно-воздушного режима почвы на Крайнем Севере. В солнечные дни среднесуточная температура в корнеобитаемом слое почвы на гребнях на несколько градусов выше, чем на выровненной поверхности. Перспективно применение электрического, водяного и парового отопления, используя промышленные отходы энергии и неорганические природные ресурсы.
Регулирование теплового режима и теплового баланса почвы вместе с водно-воздушным имеет весьма большое практическое и научное значение. Задача заключается в том, чтобы управлять тепловым режимом почвы, особенно уменьшением промерзания и ускорением оттаивания ее.
Плодородие почв
Плодородие – способность почв обеспечивать потребность растения в элементах питания, воде, воздухе, тепле, рыхлости для корней и прочих благоприятных условий произрастания. в то же время оно тесно связано с растениями. Плодородие – это результат почвообразовательного процесса. Почва и плодородие неотделимы одно от другого.
Плодородие постоянно развивается, претерпевая заметные изменения, которые связаны с природными и социально-экономическими факторами.
Урожай в значительной степени зависит от климатических условий, уровня агротехники и мелиоративного состояния почв. Абсолютная величина урожая на разных по плодородию почвах заметно сглаживается системой удобрений. Но урожай различных культур определяется многими факторами, условиями и элементами плодородия.
К элементам плодородия относятся конкретные свойства почвы, определяющие высоту урожаев, такие, как водно-воздушные,. физические и химические свойства, содержание и состав солей и органического вещества в почве, характер почвенного поглощающего комплекса, емкость и насыщенность почвы основаниями, буферная способность и др., а также состав, строение и структурное состояние почвы, мощность Ап, сложение и плотность его и т.д.
Плодородие зависит от содержания и соотношения элементов зольного питания и азота в почве, от содержания и состава микроэлементов и веществ, изменяющих свойства почв (известкование, гипсование), а также от управления водным, воздушным, тепловым, питательным и биологическим режимами почвы.
Роль почвы в жизни
Земля-кормилица. Мы так часто слышим эти слова, что почти не придаем им значения. А ведь правильнее было бы сказать, что растут деревья и трава, шумят леса и колышется в поле пшеница только благодаря тому, что у нас есть земля, а точнее почва.
Образование почвы началось с появлением на Земле первых живых существ, так что именно им мы обязаны жизнью, и не только генетически.
“С давних времен люди знали, что окружающий их мир обладает удивительным свойством, которое было названо плодородием. Наиболее заметно, наиболее повседневно близко и понятно людям проявляла это свойство почва, которой своим существованием и развитием обязан современный растительный и животный мир. Она является необходимым условием для жизни растений, животных, человека.
Возделывая сельскохозяйственные культуры, люди обратили внимание на то, что урожай, выращенный из семян одного и того же растения, оказывается неодинаковым на различных земельных участках. Еще в глубине веков узнали о том, что существуют различные почвы и научились по внешним признакам определять, на каких участках можно при меньшей затрате труда получить больший урожай. Такими признаками были прежде всего состав и мощность развития естественной растительности, окраска почвы, мощность окрашенного в темные тона почвенного профиля, характер более глубоких, подстилающих верхние слои почвы, горизонтов. Накопленный опыт в дальнейшем был проанализирован и обобщен учеными ранних эпох. Так, уже в трудах древнекитайских ученых приводятся сведения о почвах. Почва обеспечивает растения комплексом факторов, необходимых для их жизни – минеральными и органическими питательными веществами, водой, кислородом. Это свойство называется плодородием почвы. Именно почвенное плодородие в далеком прошлом, еще неосознанно, ценой многочисленных удач и еще более многочисленных неудач было замечено и использовано людьми на самых ранних этапах развития земледелия.”
«Источники плодородия»
Одним из важнейших условий увеличения продуктивности земледелия, пастбищного хозяйства и лесоводства является сохранение почвенного покрова и повышение плодородия почв. Без почвенно-экологических систем и без воспроизводства биомассы биосфера как система не может существовать. Практическое использование почвенного покрова в разных областях хозяйства должно быть рассчитано на сохранение и расширение биогеохимических функций живого вещества и почв на планете. Поэтому перед человечеством стоит как задача охраны почвенных ресурсов планеты, так и задача постоянного увеличения их производительности для удовлетворения растущего спроса на продукты питания и сырье. Современные экологические знания приводят к выводу об абсолютной незаменимости роли почвенного покрова в живой природе планеты, а также во многих отраслях деятельности человека (сельское, лесное, водное хозяйство, строительство городов, поселений, дорог).
Экосистемы и гумусовая оболочка суши и мелководий играют роль общепланетного фиксатора, аккумулятора и распределителя энергии, прошедшем через биосинтез растений, и являются экраном, удерживающим в биосфере важнейшие элементы от геохимического стока в Мировой океан и в пустыни. Почвенный покров вместе с его микромиром исполняет функции универсального биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Все это делает необходимым сохранение функций почвенного покрова, который является очень хрупким и легко уязвимым.
Освоение новых территорий для земледелия нуждается в тщательном и всестороннем анализе. Лучшие угодья уже освоены, оставшиеся требуют огромных капиталовложений и перемещения масс населения. Придется улучшать и превращать в продуктивные ландшафты для хозяйственного использования пустыни (безводные, жаркие и мерзлотные), пески и каменистые территории, горные склоны, солончаковые равнины и др., но при этом следует учитывать экономический фактор и сохранение слаженности процессов обмена веществ в биосфере. Как естественноисторическое образование почвы и почвенный покров в своем строении, свойствах, химическом и минералогическом составе сохраняют реликтовые черты прошлой истории и признаки, приобретенные при взаимодействии с биогеографической средой настоящего.
Почвенный покров Земли (педосфера) является важнейшим компонентом экологических систем суши и биосферы планеты в целом. Почвенная оболочка представляет собой незаменимую часть механизма биосферы. Если это звено будет разрушено или уничтожено на больших пространствах, то общий механизм биосферы будет глубоко и подчас необратимо нарушен, с опасностью катастрофических последствий.
Живые организмы, растения и животные, фиксируют и сохраняют космическую (солнечную) энергию в форме фито-зообиомассы; эта энергия может использоваться или потребляться человеком. Приблизительно такое же количество (или на порядок выше) органического вещества и запасов связанной энергии аккумулируется и сохраняется в почвах в форме гумуса и органических остатков.
Углерод в органическом
веществе осадочных пород n. 1016т
Углерод в живом веществе n.109 – 10n
Углерод в отмершем
органическом веществе n.1012т
Углерод в ископаемых горючих n.1013 – 14т
Углерод в почвенном гумусе n.1012т
Полезная энергия ископаемых
горючих всех видов (Zimen, 1978) 174 – 433.1021Дж
Энергия биомассы(n.1019ккал) 420.1020Дж
Энергия почвенного
органического вещества (n.1020ккал) 420.1021Дж
Современный почвенный покров формировался на протяжении тысячелетий, в условиях, которые в настоящее время полностью изменились. Отсюда неизмеримо возрастает значение правильного и эффективного использования и сохранения почвенных ресурсов.
Достижение экономической независимости и удовлетворение растущих потребностей населения той или иной страны в жилье, продуктах питания и одежде составляют важнейшие условия подлинной политической независимости и залог прогресса в социальной и культурной сферах жизни народа.
В области удовлетворения спроса на продовольствие, корма, местное топливо, древесину и биологические сырьевые материалы наиболее существенным фактором выступают почвенные ресурсы и их рациональное использование.”
Страницы: 1, 2