Водные свойства и водный режим почв. Почвенный воздух. Окислительно-восстановительные процессы в почвах. (Лекция 6) презентация

Водные свойства и водный режим почв Почвенный воздух Окислительно-восстановительные процессы в почвах Кафедра ботаники и микробиологии доцент И.Н. Волкова

Состояние и категории (формы) воды в почве

Сорбция воды почвой (по Н.А. Качинскому) А – почвенная частица; В – слои прочносвязанной, строго ориентированной воды; С – слои рыхлосвязанной, слабо ориентированной воды; D – капиллярная вода

Формы воды в почве, их свойства и доступность для растений

Водные свойства почв – совокупность свойств почвы, определяющая поведение почвенной влаги в профиле Водные свойства почв водопроницаемость водоподъемная способность водоудерживающая способность

Водопроницаемость – способность почвы впитывать и пропускать через себя воду Шкала водопроницаемости Н.А. Качинского провальная - более 1000мм/час (при 100С) излишне высокая - 1000-500мм наилучшая - 500-100мм хорошая - 100-70мм удовлетворительная - 70-30мм неудовлетворительная - менее 30мм

Водоподъемная способность – свойство почвы вызывать восходящее передвижение содержащейся в ней воды за счет капиллярных сил Водоподъемная способность почв разного гранулометрического состава Пески 0,5 …1,0 м Супеси 1,0…1,5 м Суглинки 3…4 м Лессы 4…6 м

Водоудерживающая способность – свойство почвы удерживать от стекания воду, содержащуюся в ней. Удержание воды осуществляется сорбционными и капиллярными силами, противостоящими силе тяжести Количественно водоудерживающая способность характеризуется через влагоемкость

Влагоемкость почвы – наибольшее количество воды, которое способна удержать почва теми или иными силами Почвенно-гидрологические константы - граничные значения влажности, при которых количественные изменения в подвижности и свойствах почвы переходят в качественные Виды влагоемкости (почвенно-гидрологические константы) Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) Гигроскопическая влажность (Г) Максимальная гигроскопическая влажность (МГ) Влажность завядания (ВЗ) Влажность разрыва капилляров (ВРК) Предельно-полевая влагоемкость (ППВ) ( син. наименьшая влагоемкость – НВ или полевая влагоемкость) Полная влагоемкость (ПВ)

Категории почвенной воды и почвенно-гидрологические константы (по А.А. Роде, 1965)

Водный режим почв – совокупность всех явлений поступления влаги в почву, ее передвижения и расхода Количественной характеристикой водного режима является ее водный баланс Общий вид уравнения водного баланса: О + К + ГВ = Д + И + ПС + ВПС + ГС О – осадки К – конденсационная влага ГВ – грунтовые воды Д – десукция (испарение растениями) И – испарение с поверхности почвы ПС – поверхностный сток ВПС – внутрипочвенный сток ГС – грунтовый сток

Типы водного режима в зависимости от природных факторов и влияния человека (по В.П. Белоброву)

Типы водного режима почв Промывной КУ > 1 (2 -1,3) О > Д+ И + ПС + ВПС Периодически промывной КУ = 1 (1,2 – 0,8 ) О = Д + И + ПС + ВПС Непромывной КУ < 1 (0,8-0,3) О < Д + И Аридный КУ << 1 (0, 3-0,1) Выпотной КУ < 1 Застойный КУ >> 1 О > Д + И + ВПС Мерзлотный КУ > 1 Ирригационный

Содержание различных газов в атмосферном и почвенном воздухе

Состав почвенных микрогазов Окись азота - NO Закись азота - N2O Сероводород - H2S Окись углерода - CO Водород - H2 Аммиак - NН3 Этилен Ацетилен Метан Меркаптаны Эфиры Летучие биологически активные компоненты: витамины, гормоны, фитонциды

Состояния почвенного воздуха Свободный почвенный воздух – смесь газов и ЛОС, свободно перемещающихся в порах, незаполненных водой Адсорбированный почвенный воздух – газы и ЛОС, адсорбированные поверхностью твердой фазы Растворенный воздух – газы, растворенные в почвенной воде

Активность поглощения газов почвой зависит: - от атмосферного давления и температуры (увеличивается с ростом атмосферного давления или при уменьшении температуры); -от характера газа (активнее поглощаются более тяжелые и относительно более легко сжимаемые газы) NH3 > CO2 > O2 > N2

Количество воздуха, адсорбируемое различными сорбентами (по В.А. Ковде)

Растворимость газов в воде, см3/л (по Валькову В.Ф. и др.)

Коэффициент дыхания - отношение выделенного почвой углекислого газа к поглощенному ею кислороду КД = [CO2] / [O2] При хорошей аэрации КД близок к 1 При затрудненном газообмене > 1 (анэробиозис)

Почва - сложная окислительно-восстановительная система Реакции окисления-восстановления в общем виде: Ox + ne Red (окислитель) ( восстановитель)

Наиболее часто встречающиеся в почвах окислительно-восстановительные системы O2 - O2- Fe3+- Fe2+ Mn 2+ - Mn 3+ - Mn 4+ NO3- – NO2- – N2 H2 – 2H+ SO42- – H2S CO2 – CH4 Cu+ - Cu2+

Шкала окислительно-восстановительных процессов в почве Характер процессов ОВП, мВ Интенсивно восстановительные < 200 Умеренно восстановительные 200…300 Слабовосстановительные 300…400 Слабоокислительные 400…500 Умеренно окислительные 500…600 Интенсивно окислительные >600