Тема: Режимы почвообразования l 1. 2. 3. 4.

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Тема: Режимы почвообразования l 1. 2. 3. 4. 5. Вопросы: Водный режим почвы Тепловой режим почвы Воздущный режим почвы Окислительно-восстановительный режим почвы Пищевой режим почвы

РЕЖИМАМИ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ • Называют - совокупность суточных, сезонных и годовых циклических изменений происходящих в почве между твердым веществом и энергией окружающей среды.

Выделяют Следующие типы режимов • • • Водный Тепловой Окислительно-восстановительный Солевой Питательный Воздушный и другие режимы. – Типы водного и теплового режимов являются наиболее важными обуславливающие различия в процессах почвообразования – Это основные режимы почв, определяющие в значительной степени все остальные, оказывающие влияние на энергетику и динамику почвообразования

Водный режим почвы • Водный режим почвы — это совокупность всех явлений поступления влаги в почву, ее передвижения, изменений физического состояния и расхода из почвы. • Водный режим зависит от количества поступающих осадков

Элементы водного режима • • • Впитывание Фильтрация Капиллярный подъем Сток поверхностных и нисходящих вод обусловленные силами гравитации Боковой сток воды Испарение физическое Десукция Замерзание воды в почве и размораживание Конденсация воды. – В зависимости от количественных соотношений этих явлений определяются преобладающее направление в передвижении влаги в почвенном профиле в годовом и сезонных циклах и пределы колебаний почвенной влажности и почвенных влагозапасов, т. е. определяется тип водного режима.

Возникновение и существование того или иного водного режима зависит • • Положения почвы в рельефе Климатических условий Водных свойств почвы и подпочвы Наличия или отсутствия грунтовых вод т. е. их связь с почвенной толщей • Наличие или отсутствие мерзлоты • Типа растительности • Влияния человека. – В настоящее время в советской классификационной системе принято выделять около 14 типов водного режима.

Мерзлотный водный режим • Характерен почвам, формирующимся в области многолетней мерзлоты. • В течение большей части года почвенная вода находится в твердой состоянии в виде льда. • В теплый период почвы оттаивают сверху вниз, и над постоянно мерзлым слоем образуется водоносный горизонт — надмерзлотная верховодка. • Содержащаяся в ней влага расходуется на испарение, десукцию и боковой сток. • В течение большей части вегетационного периода влажность поддерживается на уровне от наименьшей до полной влагоемкости и никогда не опускается ниже влажности завядания. • Водонасыщающий

Мерзлотный водный режим (А. А. Роде, 1956): • Влажность почвы и грунта; 1 — менее влажности завядания; 2 — от влажности завядания до влажности разрыва капилляров; 3 — от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости; 4 — равная наименьшей влагоемкости; 5 — от наименьшей до полной влагоемкости, равная капиллярной влагоемкости; 6 — равная полной влагоемкости (водоносный горизонт); 7 — мерзлота, 8— снег; движение воды; 9 — грунтовый поток; 10 капиллярный подъем (справа) и гравитационное промачива-ние (слева); 11 —пленочно-капилляр-ное; 12 — пленочное; 13 – почвенный или почвенногрунтовый сток; 14 — десукция; 15 — жидкие осадки; 16 — дополнительное увлажнение; 17 – полив; 18 — испарение или транспирация; почвенные условия; 19 — нижняя граница почвенного профиля; 20 — смена наносов; 21 — наибольшая глубина промачивания; 22 — песчаная прослойка; климатические условия; 23 — средние многолетние осадки (слева); испаряемость (справа); температура (линия)

Водонасыщающий - водозастойный • Водный режим характеризует болотные почвы атмосферного увлажнения и некоторые болотные почвы грунтового увлажнения. • Влажность почвы сохраняется в течение всего года в пределах полной влагоемкости, лишь иногда в засушливые периоды в отдельные годы опускаясь до наименьшей влагоемкости.

Водонасыщающий - водозастойный • Влажность почвы и грунта; 1 — менее влажности завядания; 2 — от влажности завядания до влажности разрыва капилляров; 3 — от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости; 4 — равная наименьшей влагоемкости; 5 — от наименьшей до полной влагоемкости, равная капиллярной влагоемкости; 6 — равная полной влагоемкости (водоносный горизонт); 7 — мерзлота, 8— снег; движение воды; 9 — грунтовый поток; 10 капиллярный подъем (справа) и гравитационное промачива-ние (слева); 11 —пленочно-капилляр-ное; 12 — пленочное; 13 – почвенный или почвенногрунтовый сток; 14 — десукция; 15 — жидкие осадки; 16 — дополнительное увлажнение; 17 – полив; 18 — испарение или транспирация; почвенные условия; 19 — нижняя граница почвенного профиля; 20 — смена наносов; 21 — наибольшая глубина промачивания; 22 — песчаная прослойка; климатические условия; 23 — средние многолетние осадки (слева); испаряемость (справа); температура (линия)

Периодически водонасыщающий • Водный режим обычен в болотных почвах грунтового увлажнения. В соответствии с сезонными колебаниями уровня грунтовых вод влажность почвы варьирует от полной до наименьшей влагоемкости, причем поверхностный горизонт в отдельные периоды может просыхать и до влажности значительно ниже наименьшей влагоемкости.

Промывной водный режим • Характерен для почв лесных зон — тайги, влажных субтропических и тропических лесов, умеренных широколиственных лесов, — где годовая сумма осадков превышает годовую испаряемость. • Типичен он и для высокогорных лугов. Наиболее характерная черта — ежегодное промачивание почвенно-грунтовой толщи до уровня почвенногрунтовых вод, что обеспечивает вынос продуктов почвообразования за пределы почвенной толщи.

Промывной водный режим • Влажность почвы и грунта; 1 — менее влажности завядания; 2 — от влажности завядания до влажности разрыва капилляров; 3 — от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости; 4 — равная наименьшей влагоемкости; 5 — от наименьшей до полной влагоемкости, равная капиллярной влагоемкости; 6 — равная полной влагоемкости (водоносный горизонт); 7 — мерзлота, 8— снег; движение воды; 9 — грунтовый поток; 10 капиллярный подъем (справа) и гравитационное промачива-ние (слева); 11 —пленочно-капилляр-ное; 12 — пленочное; 13 – почвенный или почвенногрунтовый сток; 14 — десукция; 15 — жидкие осадки; 16 — дополнительное увлажнение; 17 – полив; 18 — испарение или транспирация; почвенные условия; 19 — нижняя граница почвенного профиля; 20 — смена наносов; 21 — наибольшая глубина промачивания; 22 — песчаная прослойка; климатические условия; 23 — средние многолетние осадки (слева); испаряемость (справа); температура (линия)

Непромывной водный режим • Характерен для почв где средняя годовая норма осадков меньше среднегодовой испаряемости (степь, сухая саванна). • Почвенная толща промачивается на глубину 0, 5— 2 м, ниже находится слой с постоянно низкой влажностью. • В верхней части профиля в соответствии с режимом осадков влажность колеблется в пределах от полной влагоемкости до влажности завядания, в нижней же находится между влажностью разрыва капилляров и влажностью завядания в течение всего года

Непромывной водный режим • Влажность почвы и грунта; 1 — менее влажности завядания; 2 — от влажности завядания до влажности разрыва капилляров; 3 — от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости; 4 — равная наименьшей влагоемкости; 5 — от наименьшей до полной влагоемкости, равная капиллярной влагоемкости; 6 — равная полной влагоемкости (водоносный горизонт); 7 — мерзлота, 8— снег; движение воды; 9 — грунтовый поток; 10 капиллярный подъем (справа) и гравитационное промачива-ние (слева); 11 —пленочно-капилляр-ное; 12 — пленочное; 13 – почвенный или почвенногрунтовый сток; 14 — десукция; 15 — жидкие осадки; 16 — дополнительное увлажнение; 17 – полив; 18 — испарение или транспирация; почвенные условия; 19 — нижняя граница почвенного профиля; 20 — смена наносов; 21 — наибольшая глубина промачивания; 22 — песчаная прослойка; климатические условия; 23 — средние многолетние осадки (слева); испаряемость (справа); температура (линия)

Выпотной водный режим • Как и непромывной, складывается в почвах семиаридного и аридного климата, но в таких условиях, когда близко к поверхности подходят грунтовые воды. • Их капиллярная кайма периодически поднимается до поверхности, и грунтовые воды испаряются физически, в случае наличия растворенных солей в воде обогащая солями поверхностные горизонты. • При этом формируются луговые солончаки и солончаковые почвы, обладающие постоянно высокой влажностью. • Выпотной водный режим может быть подразделен на собственно выпотной и периодически-выпотной.

Выпотной водный режим • Влажность почвы и грунта; 1 — менее влажности завядания; 2 — от влажности завядания до влажности разрыва капилляров; 3 — от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости; 4 — равная наименьшей влагоемкости; 5 — от наименьшей до полной влагоемкости, равная капиллярной влагоемкости; 6 — равная полной влагоемкости (водоносный горизонт); 7 — мерзлота, 8— снег; движение воды; 9 — грунтовый поток; 10 капиллярный подъем (справа) и гравитационное промачива-ние (слева); 11 —пленочно-капилляр-ное; 12 — пленочное; 13 – почвенный или почвенногрунтовый сток; 14 — десукция; 15 — жидкие осадки; 16 — дополнительное увлажнение; 17 – полив; 18 — испарение или транспирация; почвенные условия; 19 — нижняя граница почвенного профиля; 20 — смена наносов; 21 — наибольшая глубина промачивания; 22 — песчаная прослойка; климатические условия; 23 — средние многолетние осадки (слева); испаряемость (справа); температура (линия)

Десуктивно-выпотной водный режим • В отличие от предыдущего случая капиллярная кайма грунтовых вод не выходит на поверхность, а испарение происходит через отсос влаги корнями растений. Присутствующие в грунтовой воде соли и другие растворенные вещества выпотевают не на поверхности почвы, а на некоторой глубине в почвенном профиле. • Этот водный режим свойствен луговым почвам, а также луговочерноземным, луговокаштановым, луговокоричневым и другим полу-гидроморфным почвам. • Режим увлажнения складывается из двух периодов. После снеготаяния или обильных дождей почвы промачиваются до уровня почвенно-грунтовых вод. В этот период господствует нисходящий ток влаги. По мере подсыхания нисходящий ток сменяется восходящим, господствующим во втором периоде. Капиллярная кайма грунтовых вод достигает корнеоби-таемой толщи и испаряется на большей или меньшей глубине.

Десуктивно-выпотной водный режим • Влажность почвы и грунта; 1 — менее влажности завядания; 2 — от влажности завядания до влажности разрыва капилляров; 3 — от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости; 4 — равная наименьшей влагоемкости; 5 — от наименьшей до полной влагоемкости, равная капиллярной влагоемкости; 6 — равная полной влагоемкости (водоносный горизонт); 7 — мерзлота, 8— снег; движение воды; 9 — грунтовый поток; 10 капиллярный подъем (справа) и гравитационное промачива-ние (слева); 11 —пленочно-капилляр-ное; 12 — пленочное; 13 – почвенный или почвенногрунтовый сток; 14 — десукция; 15 — жидкие осадки; 16 — дополнительное увлажнение; 17 – полив; 18 — испарение или транспирация; почвенные условия; 19 — нижняя граница почвенного профиля; 20 — смена наносов; 21 — наибольшая глубина промачивания; 22 — песчаная прослойка; климатические условия; 23 — средние многолетние осадки (слева); испаряемость (справа); температура (линия)

Ирригационный водный режим • Складывается в искусственно орошаемых почвах. • В этом типе водного режима можно выделить большое разнообразие конкретных видов в зависимости от: • 1) типа и интенсивности орошения (дождевание, напуск по бороздам, затопление на рисовых полях, влагозаряд-ковые или вегетационные поливы, дополнительное орошение с нормами 1000— 2500 м 3/га или основное водоснабжение с нормами 10000 — 15 000 м 3/га; • 2) глубины и характера сезонных колебаний грунтовых вод; • 3) наличия и характера искусственного дренажа. .

Схемы водного баланса при промывном (А), непромывном (Б) и выпот-ном (В) типах водного режима (А. А. Роде, 1965): 1 – испарение с растительной поверхности; 2 – поверхностный сток; 3 – испарение с поверхности почвы; 4 – внутрипочвенный сток, 5 – десукция; 6 – грунтовый сток

2. Тепловой режим почвы l Под тепловым режимом почвы понимают совокупность и определенную последовательность явлений теплообмена в системе: приземный слой воздуха — растения — почва — подстилающая порода, а также совокупность процессов теплопереноса, теплоаккумуляции и теплорассеивания в самой почве.

На что влияет тепловой режим • На энергию происходящих в почве процессов: – – Биологических Химических Физических Биохимических • Определяет рост и развитие растений, микрофлоры и др. оптимальная температура большинства микроорганизмов 25 -30 град. , растений 25 -40 град

Температурные интервалы прорастания семян в почве растения Температура, град С минимум оптимум максимум Пшеница, ячмень, овес, рож 0 -5 25 -31 31 -37 гречиха 0 -5 25 -31 37 -44 Подсолнечник 5 -10 31 -37 37 -44 Кукуруза 5 -10 37 -44 44 -50 Хлопчатник, рис, тыква 12 -24 37 -44 44 -50 Дыня, огурец 15 -18 31 -37 44 -50

Теплопроводность основных компонентов почвы (джоуль на 1 кв. см) • • • Воздух – 0, 000246 Торф – 0, 001107 в 4, 5 раза > воздуха Вода – 0, 005576 в 23 раза > воздуха Кварц – 0, 00984 в 40 раз > воздуха Базальт – 0, 02132 в 87 раз > воздуха Гранит – 0, 03362 в 137 раз > воздуха

От чего зависит температура почвы – тепловой режим • • • -поступления лучистой энергии Солнца -погодных условий местности, -влажность почв гранулометрического состав почв, состояние поверхности проекционного покрытия почв, • количество органического вещества и окраска. – Затемненные растительностью почвы имеют менее выраженный суточный цикл температур, чем открытые участки.

Энергетический баланс земли

Характеристика подтипов теплового режима почв (по В. Н. Димо, 1968) Почвы Очень холодные t почвы на глубине 0, 2 м, Лето t>10 град Зима t на глубине >0, 2 м Глубина проникн овения t>10 град, м Сумма t ниже 0 град t на глубине >0, 2 м, самого хол. месяца Глубина проникн овения t ниже 0 град, м -12 -0 0 -500 0 -12 1 20002500 0 -8 500 -1500 8 -20 1 -2 10002000 -16 – (-4) 2 -3 Умеренно холодные 8 -12 15002500 16 -24 1 -3 0 -1000 -12 -0 0 -2 Умеренно теплые 12 -16 25003500 16 -28 2 -3 Теплые 16 -20 35004500 20 -28 Холодные -20 - (-6) 0 -8 3

Термические пояса Земли Пояс Радиационный баланс, к. Дж/см 2 год Полярный 0 -42 Бореальный 42 -84 Суббореальный 84 -210 Субтропический 210 -252 Тропический 252 -336 Экваториальный >336

Теплоемкость и теплопроводность Вещества Теплоемкость Теплопроводность (кал на 1 г) (кал на 1 см² в 1 сек. ) Воздух 0, 239 0, 000 055 Вода 1, 000 0, 001 35 Песок 0, 194 0, 009 3 Глина 0, 233 0, 002 2 Кварц 0, 188 0, 002 4 Торф 0, 477 0, 000 27

Суточная динамика температуры южного чернозема (18— 19 августа ): 1 — на поверхности, 2 — на глубине 5 см, 3 — на 10 см, 4 — на 30 см, 5 — на 50 см

Непромерзающий мерзлотный режим • Мерзлотные почвы типичны для территорий с многолетней мерзлотой. • Среднегодовая температура почв отрицательная, преобладает процесс охлаждения. • Температура самого теплого месяца на глубине 0, 2 м не выше 20°С. • Сезонное замерзание и оттаивание прослеживается до верхней границы много-летнемерзлого грунта. Этот тип теплового режима выражен в ряде провинций Евроазиатской полярной и Восточно. Сибирской мерзлотно-таежных областей.

Длительно сезонно промерзающий режим • В почвах длительно-сезонно-промерзающх преобладает положительная среднегодовая температура профиля, длительность промерзания на менее 5 мес. • Температура самого теплого месяца на глубине 0, 2 м от 10 до 25°С. • Глубина промерзания более 1 м, но сезонное промерзание не смыкается с многолетнемерзлыми породами, если они присутствуют.

Сезоннопромерзающий режим • Сезонно-промерзающие почвы имеют положительную среднегодовую температуру. • Длительность промерзания не более 2 мес. • Подстилающие породы не мерзлые. Температура самого теплого месяца на глубине 0, 2 м. составляет 20— 30°С.

Непромерзающий режим • Непромерзающие почвы имеют положительные среднегодовые температуры по профилю, включая температуру самого холодного месяца. • Промерзания почвы нет. Этот тип температурного режима характерен для теплой европейской фации умеренного пояса и в областях субтропических и тропических поясов. • Непромерзающие охлаждающиеся почвы имеют положительные температуры самого холодного месяца на глубине 0, 2 м, не выше 5°С, температура самого теплого месяца на этой глубине до 35°С. • Непромерзающие теплые почвы имеют на глубине • 0, 2 м в самый холодный месяц от 5 до 20°С. • Непромерзающие жаркие почвы имеют температуру на глубине 0, 2 м в течение всего года выше 20°С.

3. Воздушный режим почвы l — это совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, его передвижения в почве и расхода, а также явлений обмена газами между почвенным воздухом, твердой и жидкой фазами, потребления и выделения отдельных газов живыми организмами населяющими почву.

Воздушный режим почвы тесно связан с водным режимом • Поэтому регулируется одними и теми же мелиоративными или агротехническими приемами. • Во всех случаях регулирования почвенных режимов необходимо помнить об антагонизме воды и воздуха в почве. • Избыточное увлажнение почв всегда ведет к снижению их аэрации, в то время как засушливые, недостаточно увлажняемые почвы избыточно аэрированы.

Состав воздуха, % Газы Атмосферный Почвенный Азот (N 2) 78, 08 -80, 24 Кислород (О 2) 20, 95 20, 9 -0, 0 Аргон (Ar) 0, 93 0 Углекислый газ (СО 2) 0, 03 -20, 0 Все остальные газы 0, 01 -1, 0

Годовая динамика концентрации СО 2 в почвенном воздухе дерновоподзолистой почвы в лесу (I) и на поле люцерны (II): 1 – на глубине 15 см; 2 – 50 см; 3 – 100 см; 4 – 200 см; 5 – 300 см

Во всех почвах состав почвенного воздуха подвержен постепенным изменениям в течение года • На глубине 4– 5 м колебания в составе воздуха, более слабые, чем в пределах верхней толщи. • В торфяных, дерново-подзолистых почвах, в черноземах и почвах полупустынного комплекса наибольшее содержание углекислоты наблюдается в теплый период года, когда СO 2 образуется в результате интенсивной деятельности микроорганизмов, дыхания корней и других биологических процессов. • Высокие концентрации углекислоты в почвенном воздухе наблюдаются при ее замедленном образовании, но в условиях затрудненного газообмена. Это происходит, например, в период обильного выпадения осадков и насыщения верхних слоев почвы до полной влагоемкости, а также при образовании ледяной корки зимой или ранней весной.

4. Окислительно-восстановительный режим почвы l это совокупность окислительных и восстановительных процессов, вызывающих изменение во времени окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в профиле почвы.

Величина ОВП • Характеризует упругость электронов в системе почва – раствор, способных принимать участие в процессах окисления и восстановления. • ОВП измеряют в м. В • При ОВП < 200 м. В в почве протекают процессы восстановления - оглеения, переход окисных форм в закисные и др. • 250 -300 м. В -нижние границы зоны окисления • 300 -400 м. В – аэрация затруднена • 400 -600 м. В – нормально аэрируемы почвы • 600 -700 м. В – максимально аэробные условия почвы

Значения и амплитуда колебаний ОВП в разных почвах весьма различны • ОВП связан: – – с аэрацией почв – содержание в почве кислорода с температурой и влажностью почвы, с биологической активности почвы наличие в почве элементов переменной величины –железа и др. • Так, повышение температуры приводит к просыханию почвы и обогащение ее кислородом, но одновременно способствует развитию микрофлоры, потребляющей кислород. Поэтому снижение влажности почвы не всегда сопровождается повышением ОВП, так же как увеличение влажности не всегда приводит к понижению ОВП.

Почвы с абсолютным господством окислительных процессов • Автоморфные почвы степей, полупустынь и пустынь: – черноземы, – каштановые, – серо-коричневые, – бурые полупустынные, – сероземы, серо-бурые пустынные

Почвы с преобладанием окислительных процессов • Дерново-подзолистые, серые лесные, бурые лесные, красноземы, степные солонцы

Почвы с контрастным ОВП - режимом в профиле почв • Болотно-подзолистые, дерновоподзолистые глеевые, серые, лесные глеевые, бурые лесные глеевые, солоди, луговые солонцы, желтоземы • Луговые почвы, орошаемые почвы с близким уровнем залегания грунтовых вод – Болотные торфяные мелиорируемые почвы

Почвы с господством восстановительных условий по всему профилю • Болотные торфяно-глеевые, иловатоболотные, дерново-глеевые, тундровые глеевые • Солончаки, солончаковые почвы, переувлажненные сильноминерализованными сульфатными грунтовыми водами

5. Пищевой режим почвы l Совокупность процессов в профиле почв, связанных с явлением перехода элементов питания в доступную форму обеспечивающие растения макро-и микроэлементами в период вегетации.

Скачать презентацию Тема: Режимы почвообразования l 1. 2. 3. 4.

режимы почв.ppt

Количество слайдов: 49