Реферат воздушные свойства почв

Воздушные свойства и воздушный режим почв и приемы их регулирования

Понятие о почвенном воздухе и история изучения воздушной фазы почвы. Рассмотрение основных характеристик почвенного воздуха и ознакомление с химическим составом воздушной фазы почвы. Изучение воздушного режима почвы и приемов его регулирования.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Определение понятия и сущности почвы как особого природного тела, тончайшего слоя земной коры. Рассмотрение физико-химических и физических свойства почвы. Анализ влияния на состав и свойства поверхностных, подземных вод, всю гидросферу и атмосферу Земли.

контрольная работа [20,2 K], добавлен 16.11.2014

Рассмотрение плодородия почвы как способности удовлетворять потребности растений в элементах питания и воде. Виды плодородия почв, роль гумуса. Изучение плодородия почв с помощью космических методов. Обзор динамики свойств почвы Чувашской республики.

курсовая работа [32,2 K], добавлен 29.03.2011

Особенности почвы, ее некоторые свойства. Методы воздействия на почвы. Специфика определения свойств почвы. Мелиорация — комплекс приемов по улучшению свойств почвы. Почва для растений защищённого грунта. Основные правила составления плодородного грунта.

реферат [15,6 K], добавлен 29.09.2011

Плодородие как способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития. Значение правильной обработки почвы в повышении данного параметра, механизмы и приемы, типы и значение.

контрольная работа [32,1 K], добавлен 11.05.2014

Характеристика морфологических элементов и признаков почвы. Типы строения почвенного профиля. Система символов для обозначения генетических горизонтов почв. Влияние химического состава на окраску почв. Классификация почвенных новообразований и включений.

реферат [178,5 K], добавлен 22.12.2013

Источник

Воздушные свойства и воздушный режим почв и приемы их регулирования

Понятие о почвенном воздухе и история изучения воздушной фазы почвы. Рассмотрение основных характеристик почвенного воздуха и ознакомление с химическим составом воздушной фазы почвы. Изучение воздушного режима почвы и приемов его регулирования.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В исследованиях А Т. Сакункончакова (2009), можно также отметить, что они провели исследование воздействия разного рода мелиорантов на плотность твердой фазы почвы. (Таблица 3).

Плотность почвы из таблицы 3 заметно увеличивается по глубине во всех вариантах. В пахотном слое варианта «N, P, K + Навоз» плотность снижена в сравнении с другими вариантами, т.е. внесение навоза улучшает плотность почвы в пахотном слое. В варианту «N, P, K» мы сразу можем заметить резкое облегчение гранулометрического состава почвы (в слоях 30-40 см). В варианте «Известь» наибольшая плотность почвы, однако в этих исследованиях указывается, что плотность варианта «Известь» выше плотности варианта «Контроль» незначительно и сделан вывод о том, как утверждают авторы, что это уплотнение в пределах ошибки опыта (Таблица 5)

Сельскохозяйственная деятельность человека в значительной степени влияет на естественно сложившийся воздушный режим почв. Любые виды обработок, изменяет структуру и сложение поверхностных горизонтов, а, следовательно, и условия миграции газов, изменяют их концентрации в составе почвенного воздуха. Амплитуда и направленность этих процессов может иметь различный характер. Прикатывание и любые формы уплотнения поверхности почв вызывают нарушения скорости аэрации и накопление в составе почвенного воздуха повышенных концентраций токсичных газов. Вспашка и рыхление, увеличивает порозность аэрации, усиливает интенсивность газообмена между почвой и атмосферой и снижают концентрацию токсичных газов в составе почвенного воздуха. Однако, перемешивание почвы усиливает микробиологическую активность и скорость трансформации воздуха в пределах почвенного профиля. Это также может вызвать нарастание интенсивности выделения СО_{2 в} атмосферу и накопление избыточных концентраций его в составе почвенного воздуха.

Изменение плотности почвы, при внесении разного типа мелиоранта. (Сакункончак Т. 2009)

Плотность, г/см 3

А.А. Околелова в своей работе «Особенности эмиссии диокисда углерода» (2013) в зависимости от природно-климатических условий» отмечает следующее, что в почвенный воздух углекислый газ поступает в результате его десорбции из твердой и жидкой фаз, в ходе превращение карбонатов в бикарбонаты (в ходе испарения почвенных растворов), и как результат химического окисления органических соединений, минерализации растительных остатков. Высока значимость растворенного в воде углекислого газа. Он формирует кислотность почв при отсутствии карбонатов, подкисляя среду. В нейтральных и щелочных почвах СО2, растворенный в воде — главное условие миграции карбонатов. Вода, насыщенная углекислым газом, растворяет многие труднорастворимые соединения, карбонаты — кальцит, доломит, магнезит, сидерит. Это вызывает миграцию карбонатов в профиле и сопряженных ландшафтах. Под действием увеличивающейся доли СО2 в почвенном воздухе и растворе происходит декарбонизация — вынос (выщелачивание) карбонатов, что в свою очередь ведет к ухудшению структуры почвы и как следствие ухудшение «дыхания почвы» и воздушной фазы почвы.

Почвенных воздух существенно отличается от состава и количественных соотношений компонентов атмосферного воздуха. Почвенный воздух обеспечивает растения СО₂ при условии его постоянного обмена с атмосферным. За сутки обновляется 10-15 % состава почвенного воздуха (таблица 6).

Содержание диоксида углерода в почвенном воздухе в сотни раз больше, чем в атмосферном, кислорода — на 10-20 % ниже, в пахотных почвах концентрация СО2составляет только 1-2 %. Эмиссия диоксида углерода в атмосферу зависит от типа почвы (таблица 7), содержания органического вещества, влажности и имеет свои закономерности: максимальное содержание О₂ и минимальное СО₂ отмечается летом, а осенью и зимой почва освобождается от ранее накопленного диоксида углерода. Диоксид углерода является основным регулятором карбонатного равновесия в биосфере.

А по данным В. А. Ковды дыхание почвы, богатой органическими веществами, производит в сутки до 1,5 т/га углекислого газа. Его большая часть выделяется при разложении свежей органики гумуса из области ризосферы беспозвоночными, простейшими и микроорганизмами, что за год составляет 200-300 т/га.

Основные компоненты атмосферного и почвенного воздуха (А.А. Околелова, 2013)

Способствует вспышке микробиологической деятельности и внесение в почву большого количества энергетического материала в том или ином виде. Это могут быть различные дозы взвоза, запахивание соломы и пожнивных остатков, внесение сидератов. Различные минеральные удобрения, усиливая процессы развития растений, вызывают увеличение скорости трансформации воздуха в прикорневой зоне.

Динамика состава почвенного воздуха и интенсивность газообмена между почвой и атмосферой зависят не только от типа почв, характера их сложения и области распространения, но и от характера растительности. Известно, что растительные ассоциации характеризуются определенными присущими им параметрами — густотой и высотой стояния, глубиной распространения и степенью разветвленности корневых систем, активностью ризосферного населения, имеют определенный фенологический цикл. Все это не может не сказываться на интенсивности поглощения и выделения газов почвой. Из этого следует, что внедрение севооборотов способствует спецификации воздушного режима и состава почвенного воздуха на определенной территории.

Годовая динамика изменения газов в зональных почва Российской Федерации. (А.А. Околелова, 2013)

А.С. Овчинников и Т.Г. Колебошина (2010) в своей работе утверждают, что интенсивное использование травостоев многолетних трав в орошении ведет к разрушению первичной структуры почвы и значительному увеличению плотности сложения почвы под действием массы факторов (уборка, поливы, работа с/х машин и т.д.). Они так же выявили, что при использовании в севооборотах поля, занятые многолетними травами 2-го и 3-го года пользования, крайне благоприятно сказываются на физических свойствах почвы, при этом отмечается разуплотнение почвы, так как идет обильное накопление гумусового материала, однако в почве наблюдается так же и уменьшение капиллярной пористости (25,7% — 17,4%), а пористость аэрации наоборот увеличивается (не капиллярная пористость). Из всего этого можно сделать вывод, что данный метод можно использовать в севооборотах, однако необходимо также использовать и механическую возделку почвы, дабы ликвидировать уменьшение процента капиллярной пористости.

Состав почвенного воздуха орошаемых почв более динамичен, чем неорошаемых. На различных оросительных системах эти изменения имеют разную амплитуду, но общая направленность изменений показывает, с одной стороны, повышение биологической активности почв, с другой — свидетельствует о затруднении мобилизации газов как в пределах почвенного профиля, так и в системе почва- атмосфера.

Умеренное орошение, с соблюдением технических режимов поливов, не вызывающее изменений гидрогеологических ситуаций на системе и характере сложения поверхностных горизонтов почв, слабо изменяет их воздушный режим. Компонентный состав почвенного воздуха, даже длительно орошаемых полей, в межполивной период меняется незначительно.

Орошение существенно сказывается на режиме выделения углекислого газа с поверхности почв. Изменение термодинамических условий при поливах вызывает усиление разложения органического вещества почв, что находит свое отражение в резком возрастании интенсивности почвенного дыхания.

Благоприятные условия аэрации предполагают постоянный газообмен между атмосферой и почвой, так как в последней происходит непрерывное потребление кислорода и выделение углекислого газа. Состав почвенного воздуха главным образом определяется динамическим равновесием между этими процессами, а также скоростью диффузии газов в пределах почвенного профиля. Нарушение условий аэрации немедленно сказывается на составе почвенного воздуха, а в результате и на развитие культурной растительности, деятельность микроорганизмов, на составе и передвижение почвенных растворов. А введение орошения повышает биологическую активность почв, тормозит условия газообмена вследствие изменения порового пространства.

Так, например, В.Н. Миронов и В.В. Гордеев(2009), в своей работе по подаче в почву вентиляционный выбросов животноводческих помещений, говорят, что вентиляционные выбросы животноводческих предприятий содержат углекислый газ (СО2), аммиак (NH3) и др. вредности, которые загрязняют атмосферу. Одним из путей охраны атмосферы от воздействия вентиляционных выбросов животноводческих помещений является использование прифермской оранжереи. В этом случае очистка воздуха животноводческого помещения происходит в результате непосредственной его подачи в почвенный слой теплиц с помощью трубопроводов и системы аэрационного дренажа. Обладая высокой растворимостью, содержащиеся в воздухе примеси углекислого газа, аммиака растворяются в почвенной влаге, вступают в химические соединения с почвенными компонентами, частично поглощаются почвой. При этом углекислый газ в почве проявляет свойства кислотного оксида, взаимодействуя с водой и растворами щелочей. Часть углекислого газа через почвенный слой поступает в воздушное пространство теплиц, обеспечивая тем самым подкормку растений. Растения усваивают углекислоту не только из воздуха, но и из почвы при помощи корневой системы в газообразном, растворенном состоянии или в виде углекислой соли.

Аммиак и сероводород обладают большей растворимостью, чем углекислый газ, и поэтому полностью растворяются в почвенной влаге. Таким образом, частично или полностью может быть покрыта потребность в азотных удобрениях, необходимых для выращивания растений.

Их экспериментальные исследования подтверждают, что при прохождении вентиляционного воздуха из животноводческого помещения через почвенный субстрат снижается содержание аммиака в воздухе концентрации с 8 — 12 мг/м 3 до 3 — 6 мг/м 3 и углекислого газа с 0,15 — 0,29% до 0,03-0,12%, что способствует охране окружающей среды от загрязнений вентиляционными выбросами животноводческих помещений, так как их концентрация после очистки через почвенный субстрат находится ниже предельно допустимых норм. Доказано, что при прохождении вентиляционных выбросов животноводческих помещений через почвенный субстрат происходит увеличение в нем питательных веществ, а именно: содержание оксида фосфора (P2O5) — на 2,2%, оксида калия (K2O) — на 0,27%, аммонийного азота (N-NH4) — на 97%, нитратного азота (N-NО3) — на 9%, что способствует повышению плодородия субстрата. Все это позволяет сократить загрязнение окружающей среды и может способствовать сокращению потребности растений в минеральных удобрениях.

Наиболее обобщенным показателем аэрации почвы является отношение концентраций , показывающее степень отличия состава почвенного воздуха от атмосферного и условно названное коэффициентом аэрации К_А. Он зависит от общего строения почвы, характера и распределения порозности, количества и качества порозности аэрации, количества органического вещества, интенсивности биологических процессов, протекающий в почвах в определенный промежуток времени.

5. Воздушный режим почв России

Агрофизические свойства влияют на все происходящие в почве процессы, характеризуют ее как пригодную или непригодную для возделывания различных сельскохозяйственных культур. Плотность сложения влияет на водный, воздушный и тепловой режимы почвы, а также на микробиологическую активность почвы. Чем меньше плотность сложения, тем богаче может быть почва воздухом, водой и гумусом, тем благоприятнее она для возделывания сельскохозяйственных культур.

Исходя из выше сказанного, можно твердо судить, что воздушный режим почвы в целом, зависит от агрегатного состава, плотности сложения и структуры почвы. Но в каждой почве эти показатели разные и сейчас мы рассмотрим некоторые из основных типов почв.

Подзолистые и Дерново-подзолистые почвы

Классическим примером подзолистого и дернового процессов почвообразования можно наблюдать в почвах Пермского края.

Структурное состояние дерново-подзолистых почв по количеству водопрочных агрегатов оптимального размера (10?0,25 мм.), оценивается как удовлетворительное, а частично и хорошее (Табл. 8). Содержание таких агрегатов в почве достигает (47,4?52,6%). В ряде дерново-подзолистых почв отсутствуют агрегаты больше 10 мм. Следовательно, выше содержание агрономически ценных агрегатов размером 10?0,25 мм, что благоприятно сказывается на оструктуренности почвы: так как плотность сложения, как пахотного, так и подпахотного слоя почвы невелика, а общая пористость высокая, следовательно, и лучше водно-воздушные свойства почвы.

Исследование агрегатного состава распаханной дерново-неглубокоподзолистой среднесуглинистой почвы показывает, что она не обладает водопрочной структурой. Из данных таблицы 6 видно, что особенно бесструктурное состояние имеет распаханная почва.

Из таблицы 9 видим, что дерново-слабоподзолистые излишне уплотнены в гумусовом, и очень плотны в нижележащих горизонтах. Общая пористость низкая, что отрицательно сказывается на водно-воздушном режиме этих почв. Так же следует отметить, что пахотный слой рассматриваемых почв несколько переуплотнен (1,21 г/см 3 ), что, возможно, связано с воздействием на него ходовых частей почвообрабатывающих орудий. Общая пористость дерново-слабоподзолистой почвы составляет 50,0% т. е. является удовлетворительной для пахотного слоя.

Тяжелый гранулометрический состав почв, высокая плотность сложения, особенно подпахотных горизонтов, предопределяют неблагоприятные водно-воздушные свойства рассматриваемых почв.

Агрегатный состав дерново-подзолистых почв Пермского края. (Соколов [18] А. В. 2010.)

Источник