Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

верхностным стоком; 8) приток веществ с боковым внутрипочвенным стоком; 9) приток веществ с капиллярной каймой почвенно-грунтовых вод; 10) поступление веществ с удобрения­ ми, мелиорантами, оросительной водой и т. д.

Расходные статьи баланса почвы представляют: 1) вовлече­ ние азота и зольных элементов растениями на создание еже­ годного прироста; 2) потеря углерода при минерализации рас­ тительного опала и гумуса; 3) потеря азота за счет денитри­ фикации; 4) вымывание вещества нисходящим током воды за пределы почвенного профиля — в почвенно-грунтовые воды; 5) вынос веществ боковым внутрипочвенным током; 6) вынос веществ поверхностным твердым стоком; 7) вынос веществ с по­ верхностным жидким стоком; 8) потеря веществ за счет дефля­ ции; 9) вынос азота и минеральных элементов с урожаем сельскохозяйственных растений, сеном, древесиной и т. п.

20.3.Роль биоклиматических условий

игеохимического сопряжения почв в балансе

веществ

Баланс веществ определяется биоклиматическими условиями и положением почв в системе сопряженных геохимических ландшафтов.

Как приходные, так и расходные статьи баланса в почвах

тынях составляет менее 1 тыс. кг/га, а в лесах влажнотропического климата — более 14 тыс. кг/га; приход азота путем азотфиксации в различных природных зонах колеблется от 10 до

На рис. 78 показана роль живого вещества в балансе ве­ ществ при почвообразовании. Количество элементов, захвачен­ ных растениями в биологический круговорот и возвращаемых ими почве, в среднем на порядок больше по сравнению с тем ко­ личеством химических элементов, которое поступает в почву и удаляется из нее абиогенным путем. Так, в черноземе обыкно­ венном поступление и вынос биогенного углерода суммарно со­ ставляют более 14 тыс. кг/(га•год), а поступление химических элементов с атмосферными осадками, вынос их с поверхностным

Баланс веществ при почвообразовании определяется не толь­ ко биоклиматическими условиями, но и положением почв в рель­ ефе в соответствии с закономерностями геохимического сопря­ жения. Баланс веществ в почве зависит от того, в каком эле­ ментарном геохимическом ландшафте формируется почва (рис. 79).

ка, ветром, вулканическими извержениями. При этом форми­ руются такие почвы абсолютного аккумулятивного баланса ве­ ществ (механическая аккумуляция), как пойменные, намытые вулканические, навеянные.

При относительной аккумуляции происходит обогащение верхней части профиля почвы минеральными биофильными эле­ ментами вследствие перекачки этих элементов растениями из всей почвенной толщи в верхние горизонты, хотя почва в целом никаких веществ не накапливает. Корни растений берут мине­ ральные элементы из большой массы почвы на разных, иногда больших глубинах (2—3, до 5—10 м). Большая часть этих эле­ ментов при отмирании растений поступает на поверхность поч­ вы, накапливаясь в лесной подстилке, в верхних горизонтах. Здесь они удерживаются благодаря закреплению в составе гу­ муса, микроорганизмов, на поверхности тонких частиц. Относи­ тельная аккумуляция веществ обусловлена избирательной спо­ собностью растений. О степени относительной аккумуляции раз­ личных химических элементов можно судить по коэффициенту биологического поглощения Ах, вычисляемого по формуле

Подобный коэффициент можно вычислять и по отношению к кларкам элементов. Наиболее велики коэффициенты биологиче­ ского поглощения таких минеральных элементов, как Р, S(l00n), Са, К, Mg (10n), Mn, Cu, Mo (n). Низкие коэффициенты погло­ щения у Si, Al, Fe, Ti, V (0,1n—0,001n) (А. И. Перельман, 1975).

При остаточной аккумуляции относительно накапливаются в почве вещества, остающиеся на месте при выносе других, более подвижных компонентов.

Отрицательный баланс веществ обусловлен превышением уровня выноса веществ над их приносом. На земном шаре не существует почв, в которых баланс складывался бы только из расходных статей. Поступление веществ с атмосферными осадка­ ми, пылью носит глобальный характер. Положительна всегда и биогенная аккумуляция. Однако в гумидных областях, а осо­ бенно на горных эродируемых склонах, принос веществ ука­ занными агентами далеко не компенсирует вынос их поверх­ ностным или внутрипочвенным нисходящим током. В этих усло­ виях баланс веществ является отрицательным.

Обеднение почв веществами может быть общепрофильным и частичным. Общепрофильное обеднение обозначает те случаи, когда вся почвенная толща обедняется какими-либо компонен­ тами, как, например, профиль подзолистой почвы катионами. Частичное обеднение — это уменьшение содержания определен­ ных компонентов лишь в верхних горизонтах без обеднения почвенного профиля в целом. Подобный баланс складывается

при нескомпенсированном выносе каких-либо веществ из верхних горизонтов в нижние, как это бывает в аридных почвах при выносе легкорастворимых солей на некоторую глубину

Нулевой баланс свойствен почвам, в которых вынос и приток веществ скомпенсированы.

20.5. Водный баланс почв

Баланс веществ в почве в значительной степени определяется водным балансом, поскольку вода — основной агент миграции веществ.

По А. А. Роде, водный баланс почвы за какой-то период выра­ жается в общей форме следующим уравнением:

М1 = М0 + (R + К + GW) - (Т + Е + FS + Fl + FG), (92)

где M1 — запас воды в почвенной толще в конце изучаемого периода; М0 — запас воды в почвенной толще в начале изу­ чаемого периода; R — сумма атмосферных осадков, К — конден­ сация влаги; GW — количество влаги, поступившее в почву из грунтовых вод (грунтовое питание, грунтовый приток); Т — транспирация; Е — физическое испарение; FS — поверхностный сток; Fl — внутрипочвенный боковой сток; FG — грунтовый сток; все величины выражены в мм или м3/га.

Водный баланс можно составить для любого периода, но чаще всего пользуются годовым балансом. В зависимости от из­ менения погоды значения водного баланса из года в год доволь­ но сильно меняются, и запас воды в почве в конце каждого кон­

372

Рис. 80. Схемы водного баланса при промывном (А), непромывном (Б) и выпотном (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

В водном балансе почвы большую роль играет баланс грун­ товых вод. Учение о водном балансе грунтовых вод получило развитие особенно в связи с тем, что в условиях орошаемого земледелия поддержание определенного водного баланса являет­ ся задачей первостепенной важности.

Три основных вида баланса грунтовых вод характеризуются следующими простейшими соотношениями:

хода. В первом случае запас и уровень грунтовых вод остается постоянным, во втором он повышается, в третьем — понижается.

Составные элементы питания грунтовых вод в естественных

К ним добавляются другие компоненты, связанные с ирригацией и (или) дренажем.

Важнейшие составные элементы расхода грунтовых вод сле­ дующие: Qgw — боковой отток грунтовых вод; Qt — транспирация растительностью; Qе — испарение через почву.

Таким образом, пренебрегая некоторыми малозначимыми статьями прихода и расхода (конденсация, адсорбирование, кор­ невые выделения и др.), баланс грунтовых вод в естественных условиях можно выразить следующим образом:

Динамика запасов грунтовых вод зависит от соотношения между приходными и расходными статьями, а динамика их химиз-

373