ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Тема. Абіотична складова екосистемигрунту

Лекція 2 по екології грунту

Тема. Абіотична складова екосистемигрунту

Питання

1 .Екстенсивні властивості і інтенсивні якості ґрунтової екосистеми

2.Тверда фаза ґрунту і її екологічне значення. 3.Рідка фаза грунту і її екологічне значення.

4. Повітряна фаза ґрунту і її екологічне значення.

5. Температурний режим ґрунту.

Тверда фаза ґрунту і її екологічне значення.

Тверда фаза ґрунту складається із мінеральної і органічної частини у мінеральних і із органічних в органогенних грунтах. Найважливішою з фізичних ознак грунту є дисперсність твердої його фази (кількісна наявність фракцій мінеральних і органічних компонентів пилуватих, мулуватих і колоїдних частинок грунту)

В склад ґрунтової маси входять первинні і вторинні мінерали. Первинні мінерали (ПМ)це скадові мінерали магматичних порід. В рихлих породах і ґрунтовій товщі вони є залишковим матеріалом вивітрювання гірських порід.. Вторинні мінерали виникли із первинних в результаті дії кліматичних і біологічних факторів.. За звичай ПМ представлені в основному частинками

гранулометричних елементів < 0,001 мм, а вторинні частинками > 0,001 мм. В більшості грунтів первинні менерали переважать над вторинними, за виключенням фералітних грунтів.

Найбільш поширеними первинними мінералами в породах і грунтах є кварц, польові шпати, амфіболи, піроксени і слюди. Ці мінерали складають основну масу магматичних порід (МП.) Середній мінералогічний склад МП по Ф.У Кларку наступний, %:

Польові шпати - 58,%%

Кварц-12%

Амфіболи (рогова обманка) і піроксен - 16,8

Слюди ,3,8 Інші 7,9%

В зв'язку з тим, що первинні мінерали мають різну стійкість щодо вивітрювання, відносний вміст їх в грунтотвірних породах і грунтах інші ніж в них породах. Так в рихлих породах переважає кварц (8іО2) -(40-60%)/. Він є найбільш стійким до вивітрювання мінералом.. Друге місце в грунтотвірних породах і грунтах належить польовим шпатам (до 20%). Вони теж володіють відносно

високою механічною стійкістю, але менш стійкі до хімічного вивітрювання. Найбільш поширений мінералом в польових шпатах є ортоклаз(КАІ8і3О8). Рідше в грунтах зустрічають ся калієво-натрієві польові шпати, які носять також назву плагіоклази.. Кварц і польові шпати крупнозернисті, оскільки процес вивітрювання їх проходить повільно.. Ці мінерали в основному представлені пісчаними і пилуватими частинками.

Амфіболи, піроксен і чисельні слюди легко піддаються вивітрюванню, тому в рихлих породах і грунтах вони містяться в невеликих кількостях в вигляді дрібних кристалів.

Значення первинних мінералів для екологічних функцій полягає в тому, що вони слугують . резервним джерелом зольних елементів, від них залежать агрофізичні властивості грунтів. Вони також є джерелом вторинних мінералів.

Вторинні мінерали (ВМ)..В грунтах їх кількісний склад відносно не чисельний. Серед ВМ розрізняють мінерали простих солей, мінерали гідроокислів і окислів і глиністі мінерали.

Мінерали простих солей.Утворюються в результаті вивітрювання первинних мінералів, а також завдяки проходження грунтотвірного процесу. До таких солей відноситься кальцит (СаСО3), магнезит ( МgСО3), доломіт [Са,Мg ] (СО3)2, сода

Ка2СО3-10 Н2О, гіпс-Са8О4 -2Н2О, мерабіліт - Ма24 • 10Н2О, галіт КаСІ, фосфати, нітрати і інші. Ці мінерали здатні накопичуватися в грунтах в великих кількостях в умовах сухого клімату, їх екологічна роль полягає в тому, що вони створюють осматичний тиск ґрунтового розчину, а токож їх кількісний і якісний склад визначає стурінь іхарактер засолення грунтів.

Мінерали гідроокислів і окислів.Представлені гідроокис

ломи кремнію (8Ю2 • пН2О), заліза, марганцю, що мають аморфну форму і утворюються при розкладі первинних мінералів в вигляді гідратованих високомолекулярних гелів. Вони постійно піддаються дегідратації і кристалізації з утворенням окислів. Кристалізації сприяє висока температура, замерзання, висушення і окислювальні умови грунту.

Гідроокис кремнію по мірі старіння переходить в твердий

гель- (SiO2 • пН2О), з вмістом води від 2 до 30%, потім втрачаючи воду в кристалічну форму халцедонуі кварцу. Гідроокиси марганцюв свою чергу при втраті води перетворюється в мінерал, який носить назву паралюзіт -МnО2.

Гідрати полутораокислів- АІ2О3 • пН2О • Fе2О3 • пН2О, кристалізуючись утворюють вторинні мінерали: беміт- АІ2О3 • Н2О, гібсіт- АІ2О3 • ЗН2О, гематит- Fе2О3, гетит - Fе2О3 • Н2О, гідрогетит гетит - Fе2О3 • ЗН2О. Ці мінерали в грунтах зустрічаються в невеликих кількостях, за виключенням фералітних грунтів.

До високодисперсних аморфним сполукам відноситься також гумусові речовини, вулканічні туфи, а також алофони (АІ2О3 SIO2 • пН2О. Від вмісту і природи амфотерних речовин залежит багато фізико-хімічних властивостей грунтів. Так гумусовим речовинам і півтора окислам належить особлива роль в структуроутворенні грунту. В свою чергу аморфні півтора окисли завдяки їх високій завдяки їх високій ступені поглинання фосфору, роблять його важкодоступним для рослин і мікроорганізмів. Глиністі мінералиє вторинним мінералами

алюмосилікатів з загальною формулою пАІ2О3 • nSIO2 • пН2О і характерним молярним відношенням SIO2: АІ2О3 в межах від 2 до 5. До найбільш поширених глинистих мінералів відносятьься мінерали групи монтморилоніту, каолініта, гідрослюд, хлоритів та змішанослойних мінералів.

Глинистим мінералам притаманні загальні властивості -слоїста кристалічна будова, висока дисперсність, поглинальна здатність, наявність в них хімічнозвязаної воли. Однако кожна група зазначених мінералів має свої специфічні властивості і значення для родючості.

Мінерали монтморилонітової групи.До цієї групи мінералів відноситься монтморилоніт і його різновидності - нотроніт,

бейделіт, сапоніт і інші з хімічною формулою 48Ю2 АІ2О3 • пН2О. Молярне відношення 8Ю2 :АІ2О3= 4. Мінерали монтморилонітової групи мають найбільш високу дисперсність. Вони містять до 60% колоїдних частинок і до 80% частинок розміри яких менше 0,001 мм. Особлива структура і дисперсність обумовлює високу ємкість поклинаня катіонів У монтморилоніта вона рівна 80-120 м-екв/ 100г.

Мінерали каолінової групи.Відносяться каолініт, галлуазіт, диккіт, накріт, Вони характеризуються більш вузьким молярним співвідношенням SIO2 :АІ2Оз= 4 і відповідають формулі 2SIO2 АІ2О3 • пН2О. Зустрічаються в рихлих корах иі грунтах в невеликій кількості за виключенням ферралітних грунтів. Каолініт не набухає. Дисперсність його не висока. Ємність поглинання не перевищує 20 м-екв/ 100г. Преобладнание каоліна в грунтах - признак бідності їх на основи.

Гідрослюди,(гідро мусковіт, гідротіотит). Широко поширені в грунтах. Відносяться до трьохслойних мінералів. Хімічний склад їх перемінний. Гідрослюди важливе джерело калія для рослин. Його вміст в гідрослюдах може досягати до 6-7%. Утворюються гідрослюди із слюд і польових шпатів.

Із трьохслойних мінералів широкого розповсюдження має вермикуліт.По своїм властивостям він наближається до монтморилоніту.

Експериментально доказано, що глиністі мінерали приймають участь в поглинанні фосфора, а отже роблять його мало доступним.

Як правило грунт насліджує мінералогічний склад від грунтотвірних порід. Одні і тіж мінерали млжуть знаходитися в різних типах грунтів.

Екологічні функції грунтоврої екосистеми в значній мірі визначаються їх гранулометричним складом (відносний вміст частинок різної величини). Групіровка частинок по розмірах фракцій називається класифікацією гранулометричних елементів.

По Н.А.Качинському виділять наступні фракції:

розмір в мм

Камні > З мм

Гравій 3-1

Пісок: крупний...........................................0,5-0,25

середній 0,25-0,05

мілкий...........................................0,05-0,05

Пиль: крупна........................................... 0,05-0,01

середня 0,01-0,005

мілка...........................................0,005-0,001

Мул.............................................................0,001-0,0001

Колоїди <0,0001

Гранулометричний скла ґрунту є досить стійким приз ноком, який унаслідується від грунтотвірної породи.

 

Таблиця Температурний інтервал проростання деяких сім’ям в ґрунті

Рослина Мінімум Оптимум Макисмум
Пшениця, ячмінь, овес, жито 0-5 25-31 31-37
Гречка 0-5 25-31 37-44
Соняшник 5-10 31-37 37-44
Кукурудза 5-10 37-44 44-50
Хлопок, рис 12-24 37-44 44-50
Диня, огірки 15-18 31-37 44-50

Променева енергія Сонця, або сонячна радіація головне джерело тепла на земній поверхні. Теплота, що виділяється при хімічних і біологічних реакціях, що проходять в верхніх шарах грунту (розклад органічних решток), а токож приток тепла із глибинних шарів складають незначну величини в порівнянні з променевою енергію Сонця.

Променева енергія, поглинаючись поверхнею грунту і перетворюючись в теплову енергію, може акумулюватись, передвигатися від шару до шару або випромінюватися з поверні, завдяки прояві теплових властивостей грунту.

Сонячна постійна (СП)– кількість променевої енергії, що надходить за 1 хв. На 1 см2 площі перпендикулярної до сонячних променів, що знаходиться у верхній границі атмосфери при середній відстані від Землі до Сонця. СП залежить ві випромінювальної здатності Cонця і відстані від Землі. В якості середнього значення СП прийнято 1,98 кал /см ква за хвилину ( 1373 Вт/кв м).

Основними тепловими властивостями є теплопоглинальна здатність, теплоємкість і теплопровідність.

Теплопоглинальна здатність (променепоглинання) -поглинання грунтом променевої енергії Сонця. ЇЇ характеризують таким показником як альбедо (А).Альбедо – кількість короткохвильової сонячної радіації, що відбивається з поверхні грунту і виражається в відсотках від загальної величини сонячної радіації, що досягає поверхні грунту.

Для ідеально від отражаючій поверхні альбедо складає 100%, а для абсолютно чорного тіла променева енергія сонця поглинається цілком, а тому альбедо прагне до 0.

А. є досить важливою характеристикою, яка залежить выд кольору грунту, структурного стану, вологості ы вирівняносты поверхні.

А. грунтів покритих рослинністю, залежить також від особливостей рослин, кольору листя і стебел.

Таблиця Альбедо різних грунтів і рослинних покривів

Об’єкт дослідження А,% Об’єкт дослідження А,%
Чорнозем сухий Пшениця яра 10-25
-„- вологий -„- озима 16-23
Сірозем сухий 25-30 Трави зелені
-„- вологий 10-12 -” - сухі
Глина суха Хлопок 20-22
-„- волога Рис
Пісок білий і жовтий 34-40 Картопля

Найбільш суттєво на промінепоглинаючу здатність впливає кількість і якість гумусу, що визначає колір грунту, а також гранулометричний склад. Високо гумусні грунти поглинають на 10-15 енергії більше, наж мало гумусні, також як і глиністі в порівнянні з піщаними.

На величину альбедо самітно впливає ступінь вологості грунту. Альбедо зрошуваних ділянок на 5-11% нижче, ніж сухих.. Коливання значень альбедо може бути значним, в зв”язку з випадінням опадів, станом снігового покриву, наприклад альбедо чистого снігу 88-98%, мокрого – 70-82%.

Теплоємкість. – здатність грунту поглинати тепло. Розрізняють питому (ПТ) і об”мну теплоємкість (ОТ). ПТ.- кількість тепла в Дж, яке потрібно затратити на нагрівання 1 г сухого грунту на 1о. (Дж на 10 С).

г

ОТ – кількість тепла в Дж, яке потрібно затратити для нагрівання 1 см3 сухого грунту на 1о С(Дж на 10 С).

см3 г

Теплоємність грунту залежить від мінералогічного складу, гранулометричного складу, а також від вмісту в еньому органічної речовини.

Питома теплоємкість для більшості мінеральних грунтів в абсолютно сухому стані коливається в досить вузьких межах – 0,7123 -0,838. По мірі підвищення вологості теплоємкість піщаних грунтів підвищується до 2,933, глинистих 3,352, а торф’янистих – до 3,771. Глинисті грунти більш вологоємні, а тому весною повільно прогріваються. Тому вони називаються „холодними” ґрунтами., а легкі „теплими”.

Теплоємність тісно пов’язана з гідрофільністю колоїдів. Якщо в грунтах більше гідрофільних колоїдів такі грунти більш теплоємкі. Чим грути більш гумусова ні, тим вни більш теплоємні.. Теплоємкість рихлих грунтів, що відрізняються високою пористостю аерації значно більша ніж у

твердих грунтів.

Таблиця. Теплоємкість складових частин грунту

Речовина Теплоємкість Речовина Теплоємкість
  питома об’ємна   питома об’ємна
Пісок кварцовий 0,82124 2,16623 Орг. реч.,торф   1,99863   2,51819
Глина 0,97627 2,40925 вода 4,19 4,19

 

Таблиця. Теплопровідність складових частин грунту

(Дж на 1см2 в секунду)

Речовина Теплопровідність Речовина Теплопровідність
Повітря 0,000246 Кварц 0,00984
Вода 0,005576 Граніт 0,03362
Торф 0,001107 Базальт 0,02132

 

Теплопровідність (Т)

Т- здатність грунту проводити тепло Вимірюжться кількістю тепла в джоулях, яке проходить в секунду через 1 см2 грунту шаром 1 см. В грунті тепло передається різними шляхами: через воду і повітря, які находяться в грунті, при контакті частинок між собою, випромінюванням від частинки до частинки, конвекційною подачею тепла через газ чи рідину.

На величину теплопровідності впливає хімічний склад, гранулометричний склад, вологість, вміст повітря, твердість, температура грунту.

В сухому стані, грунти богаті на гумус, володіють високою пористістю аерації, дужу погано проводять тепло.

Гранулометричний склад безпосередньо впливає на величину теплопровідності. Вона тим більше, чим крупніші гранулометричні елементи. Прямий вплив на теплопровідність має ступінь вологості. При однаковій дисперсності і твердості більш вологий грунт характеризується більшою теплопровідністю, ніж сухий грунт. Так при зміні вологості орного шару грунту чорнозему південного від 0 до 30% теплопровідність збільшується у 5 разів.

Теплопровідність г. Залежить від її температури. З підвищенням останньої, збільшується теплопровідність повітря, що знаходиться між твердими його частинами, а отже і теплопровідність грунту.

Для оцінки швидкості вирівнювання температури горизонтів використовують поняття темепературопровідності. Вона визначається зміною температури в 1 см3 грунту внаслідок надходження до нього певної кількості тепла., що проникає за 1 сек через 1 см2 поперечного перетину при різниці температури, рівною 1о на відстань 1 см.

 

Тепловий режим грунту (ТРГ)

ТРГ – сукупність всіх явищ надходження, руху і віддачі тепла грунтом. Основний показник цього режиму – температура грунту. Тому тепловий режим часто називають температурним. Визначається він на різних глибинах грунту і в різні строки.

Променева енергія надходить до поверхні грунту протягом року і доби з неоднаковою інтенсивністю, тому розрізняють річний і добовий хід температури грунту.

В помірних широтах річний хід температури характеризується мінімумом в січні або в лютому и м максимум в червні або липні. Кожний тип грунту має відповідний годовий хідж температурних кривих на різній глибині грунту. Протягом року найбільшим коливанням підлягає температура поверхні грунту. Наприклад річні коливання чорнозему на поверхні сягають 25-300, тоді як на глибині 2 м він не перевищує 100.

Основним показником температурного режиму грунту вважається його середня температура на глибині 20 см.

Суточний хід температури характеризується одним максимумум (біля 13 год) і одним мінімумом (перед сходом сонця). Найбільшу амплітуду коливання має денна поверхня грунту.

На тепловий режим впливають природні фактори (клімат,рослинність, сніговий покрив, а також гранулометричнимй склад, вологість і колір грунту) . Найбільша маса клубнів грунту формується при температурі 15-18о. Температура поверні грунту без рослинності вдень значно вище ніж з рослинністю. Експозиція склонів і їх крутизна визначає різницю в кількості тепла, що отримується від сонячної радіації. Грунти південних, південно-східних і південнно-західних експозицій прогріваютьсЯ краще ніж північних.

Типи теплового (температурного0 режима грунту. Виділяють 4 типи температурного режиму гр.: мерзлотний, довготривало сезонно-промерзаючий, сезоннопромерзаючий і непромерзаючий.

Мерзлотний -середня годова температура грунту мінусова.

Довготривало сезонно-промерзаючий –переважає додатня середньогодова температура ґрунтового профілю, а глибина проникнення мінусових темпера температур не менше 1м. Тривалість промерзання не менше 5 міс.

Сезоннопромерзаючий –промерзання не більше 5 міс. Підстилаючи порода не промерзаючи.

Непромерзаючий – промерзання ґрунтового профіля і мерзотність не проявляється.

Прийоми регулювання теплового р.г (агротехнічні, агремеліоративні, агрометеорологічні (димові завіси, рослинність, посів високостекбельних рослин, зрошення, осушення).

Тепловий баланс грунту

Тб + Тк + Тт + Тп = 0, де

Тб-радіаційний баланс;

Тк– турбулентний потік тепла, повязаного з механізмами теплообміну між поверхнею г рунту і атмосферою;

Тт– тепло, що затрачається на транспірацію вологи і її фізичне випаровування;

Тп – теплообмін між слоями грунту.

 

Повітряні властивості екосисмтеми грунту

До них відноситься повітряноємкість і повітропроникнисть.

Повітряноємкість – частина об’єму грунту, що зайнята повітрям при даній вологості.

Вологоємність і пористість грунту – величини динамічні, а тому повітряноємність теж змінна величина.

Сума величин пор в мінеральних грунтах становить 25-70%, а в торфових і лісових сягає 85-90% від загального об’єму грунту.

Повітряно ємність сухих грунтів може коливатися в межах 25-90%. від обєму грунту.

Повітрянопроникнисть (ПП) – здатність грунту пропускати через себе повітря. ПП –головна умова газообміну між грунтом і атмосферою. В структурних грунтах, де поряд з капілярними порами є більш крупні пори, створюється найбільш сприятливі умови для аерації.

Склад атмосферного і грунтового повітря, %

Показники Атмосферне повітря Ґрунтове повітря
Азот, (N2) 78,08 78,08 - 80,24
Кисень (О2) 20,95 20,90 - 0,0
Аргон ( Аr ) 0,93 -
Вуглекислий газ (СО2) 0,03 0,03- 20,0
Решта газів (неон, водень,метан,окисли азоту 0,04 -

В ґрунтовому повітрі найбільш динамічними є О2 і СО2. Значна зміна концентрації О2 і СО2 в грунтово му повітрі визначається двома групами

протилежно направлених процесів:

1. Інтенсивність використання О2 і продукуванням СО2.рослинами і тваринними організмами;

2. Швидкістю газообміну між грунтом і атмосферою.

Використання О2 і продукування СО2. в грунті. Населення грунту в процесі дихання використовує СО2.і виділяє СО2 . Енергія, що утворюється використовується для біологічних синтезів інших проявів життя.

Орні горизонти грунту, в залежності від вмісту в них гумусу, умов аерації і вологості, при 20 о С поглинають 0,5-3,0 мл СО2 на 1 кг грунту за 1 годину.

Торфи поглинають 5-10 мл СО2 на 1 кг грунту за 1 годину.

Коефіцієнт дихання - відношення виділеного до поглинутого кисню (СО2 : О2) за одиницю часу. (СО2 : О2) = 0,62- 0,95. Для грунтів з затрудненим газообміном, ця величина може бути більша одниниці.(СО2 продукується без поглинання кисню.). в цьому процесі приймають участь анаеробні мікроорганізми.

Значна кількість СО2 може бути хімічно зв’язана з карбонатами СаСО3 і МgСО3 . При рН ≤ 5 реакція не виражена, а досить інтенсивно проходить в лужному інтервалі.

Газообмін (аерація) – процес обміну ґрунтового повітря з атмосферним. Відбувається завдяки: дифузії, зміни температури ґрунту, барометричному тиску, надходженням вологи з опадами, зміні рівня ґрунтових вод і верховодки.

Регулювання повітряного режиму. Оптимальна пористість аерації для мінеральних грунтів 15-20%, а для торфових 30-40%.

 

Вільна вода – переміщується лише під дією гравітаційних і капілярних сил. Вільна гравітаційна вода зустрічається в двох видах – вода, що просочується (переміщується при низходячому русі під впливом сил тяжіння) і вода водоносних горизонтів. В останній вид відносять також і верховодку.

Границі значень вологості ґрунту, що характеризують появу різних категорій і форм ґрунтової води називають грунтово-гідрологічними константами (МАВ , МГ, ВРК, НВ, КВ,ПВ).

Ґрунтова волога стійкого зав”ядання рослин (ВЗ) - вологість при якій рослини починають мати ознаки в”янення (завядания). Це нижня межа доступної вологи для рослин, а тому не має особливого екологічного значення.

4. Вологість розриву капілярно зв’язку (ВРК)- Вологість яка находиться в межах між найменшою вологоємкістю і ВЗ ( до 50% від повної вологоємкості). Волога частково доступна для рослин.

5. Найменша, або гранична польова вологоємкість (НВ) – це максимальна кількість капілярно підвішеної форми води ( біля 70% від повної вологоємкості). Волога доступна для рослин і мікроорганізмів.

6. Капілярно вологоємкість (КВ) – найбільша кількість капілярно підпертої вологи (80 -85 % від повної вологоємкості).

Повна вологоємкість (ПВ) - найбільша кількість води, яка може утримуватися в ґрунті якщо всі повітряні пори зайняті водою.

Для розвитку рослин найбільш благоприятна вологість грунту в інтервалі ВРК до НВ. В інтервалі НВ-ПВ погіршується газообмін, і така вологість ґрунту вважається надмірною. При вологості ВРК-ВЗ волога труднодоступна для рослин, а іх продуктивність при цьому різко погіршується.

Як правило використовують ваговий метод для визначення кількості вологи То повинно бути 100-105о С. Розраховують вологу в вагових або об’ємних відсотках до сухого грунту.

ОСНОВНІ ВОДНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТІВ-

Основні водні властивості грунтів- це водоутримуюча здатність, водопроникність і водопідйомна здатність.

Водоутримуюча здатність - властивість грунту утримувати ту чи іншу кількість рідкої фази грунту під дією сорбцій них і капілярних сил.

Властивість грунту сорбірувати пароподібну вологу називається гігроскопічністю, а така поглинута волога називається гігроскопічною.

Вологоємність – кількість води, яка характеризує водоутримуючу здатність. В залежності від сил, які утримують вологу в грунті, розрізняють максимальну адсорбційну вологу, капілярну, найменшу ( гранично польову) і повну вологоємність.

Максимально адсорбційна вологоємність - найбільша кількість міцнозв”язаної води, що утримується сорбцій ними силами.

Водопроникність – здатність грунту приймати і пропускати через себе вологу. Кількість впитуючої води в грунті залежить від гідравлічного напору, висоти стовпа води, що надходить до грунту. максимальну адсорбційну вологу.

Водопроникність груту прямо пропорціональна пористості грунту і зворотно пропорціональна питомої повірхні ґрунтових частинок.

Водопод”ємна здатність грунту (ВДЗ) – властивість грунту викликати капілярне підняття води під дією сорбцій них і капілярних сил. Дисперсність грунту позитивно впливає на ВДЗ, впливає також мінералогічний і гранулометричний склад. Максимальна висота капілярного підняття для пісчаних грунтів становить 0,5—0,7 , а суглинистих і глинистих – від 3 до 6 м.

Водний режим - це сукупність всіх явищ надходження води в грунт, її переміщення, утримання в ґрунтових горизонтах і її розхід.

Повітряні властивості екосисмтеми грунту

До них відноситься повітряноємкість і повітропроникнисть.

Повітряноємкість – частина об’єму грунту, що зайнята повітрям при даній вологості. Вологоємність і пористість грунту – величини динамічні, а тому повітряноємність теж змінна величина. Сума величин пор в мінеральних грунтах становить 25-70%, а в торфових і лісових сягає 85-90% від загального об’єму грунту. Повітряно мність сухих грунтів може коливатися в межах 25-90%. від обєму грунту.

Повітрянопроникнисть (ПП) – здатність грунту пропускати через себе повітря. ПП –головна умова газообміну між грунтом і атмосферою. В структурних грунтах, де поряд з капілярними порами є більш крупні пори, створюється найбільш сприятливі умови для аерації.

Склад атмосферного і грунтового повітря, %

Показники Атмосферне повітря Ґрунтове повітря
Азот, (N2) 78,08 78,08 - 80,24
Кисень (О2) 20,95 20,90 - 0,0
Аргон ( Аr ) 0,93 -
Вуглекислий газ (СО2) 0,03 0,03- 20,0
Решта газів (неон, водень,метан,окисли азоту 0,04 -

В ґрунтовому повітрі найбільш динамічними є О2 і СО2. Значна зміна концентрації О2 і СО2 в грунтово му повітрі визначається двома групами

протилежно направлених процесів: Інтенсивність використання О2 і продукуванням СО2.рослинами і тваринними організмами; Швидкістю газообміну між грунтом і атмосферою.

Використання О2 і продукування СО2. в грунті. Населення грунту в процесі дихання використовує СО2.і виділяє СО2 . Енергія, що утворюється використовується для біологічних синтезів інших проявів життя.

Орні горизонти грунту, в залежності від вмісту в них гумусу, умов аерації і вологості, при 20 о С поглинають 0,5-3,0 мл СО2 на 1 кг грунту за 1 годину. Торфи поглинають 5-10 мл СО2 на 1 кг грунту за 1 годину.

Коефіцієнт дихання - відношення виділеного до поглинутого кисню (СО2 : О2) за одиницю часу. (СО2 : О2) = 0,62- 0,95. Для грунтів з затрудненим газообміном, ця величина може бути більша одниниці.(СО2 продукується без поглинання кисню.). в цьому процесі приймають участь анаеробні мікроорганізми.

Значна кількість СО2 може бути хімічно зв’язана з карбонатами СаСО3 і МgСО3 . При рН ≤ 5 реакція не виражена, а досить інтенсивно проходить в лужному інтервалі.

Газообмін (аерація) – процес обміну ґрунтового повітря з атмосферним. Відбувається завдяки: дифузії, зміни температури ґрунту, барометричному тиску, надходженням вологи з опадами, зміні рівня ґрунтових вод і верховодки.Регулювання повітряного режиму. Оптимальна пористість аерації для мінеральних грунтів 15-20%, а для торфових 30-40%.

 

Тепловий режим грунту (ТРГ)

ТРГ – сукупність всіх явищ надходження, руху і віддачі тепла грунтом. Основний показник цього режиму – температура грунту. Тому тепловий режим часто називають температурним. Визначається він на різних глибинах грунту і в різні строки.

В помірних широтах річний хід температури характеризується мінімумом в січні або в лютому и м максимум в червні або липні. Кожний тип грунту має відповідний годовий хідж температурних кривих на різній глибині грунту. Протягом року найбільшим коливанням підлягає температура поверхні грунту. Наприклад річні коливання чорнозему на поверхні сягають 25-300, тоді як на глибині 2 м він не перевищує 100.

Основним показником температурного режиму грунту вважається його середня температура на глибині 20 см. Суточний хід температури характеризується одним максимумум (біля 13 год) і одним мінімумом (перед сходом сонця). Найбільшу амплітуду коливання має денна поверхня грунту.

На тепловий режим впливають природні фактори (клімат,рослинність, сніговий покрив, а також гранулометричнимй склад, вологість і колір грунту) . Найбільша маса клубнів грунту формується при температурі 15-18о. Температура поверні грунту без рослинності вдень значно вище ніж з рослинністю. Експозиція склонів і їх крутизна визначає різницю в кількості тепла, що отримується від сонячної радіації. Грунти південних, південно-східних і південнно-західних експозицій прогріваютьсЯ краще ніж північних.

Типи теплового (температурного) режиму грунту. Виділяють 4 типи температурного режиму гр.: мерзлотний, довготривало сезонно-промерзаючий, сезоннопромерзаючий і непромерзаючий.

Мерзлотний -середня годова температура грунту мінусова.

Довготривало сезонно-промерзаючий –переважає додатна середньорічна температура ґрунтового профілю, а глибина проникнення мінусових темпера температур не менше 1м. Тривалість промерзання не менше 5 міс.

Сезоннопромерзаючий –промерзання не більше 5 міс. Підстилаючи порода не промерзаючи.

Непромерзаючий – промерзання ґрунтового профіля і мерзотність не проявляється.

Прийоми регулювання теплового р.г (агротехнічні, агремеліоративні, агрометеорологічні (димові завіси, рослинність, посів високостекбельних рослин, зрошення, осушення).

Тепловий баланс грунту

Тб + Тк + Тт + Тп = 0, де

Тб-радіаційний баланс;Тк– турбулентний потік тепла, повязаного з механізмами теплообміну між поверхнею грунту і атмосферою;

Тт– тепло, що затрачається на транспірацію вологи і її фізичне випаровування;Тп – теплообмін між слоями грунту.

Лекція 2 по екології грунту

Тема. Абіотична складова екосистемигрунту

Питання

1 .Екстенсивні властивості і інтенсивні якості ґрунтової екосистеми

2.Тверда фаза ґрунту і її екологічне значення. 3.Рідка фаза грунту і її екологічне значення.

4. Повітряна фаза ґрунту і її екологічне значення.

5. Температурний режим ґрунту.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти