Присутствие в минералах Fe2+ также способствует выветриванию, так как окисление Fe2+ до Fe3+ приводит к изменению объемов, занимаемых ионами в кристаллической решетке, что вызывает в конечном итоге ее разрушение.
Наибольшей устойчивостью обладает кварц, на состояние которого боль- шинство описанных реакций заметного влияния не оказывают, однако и он в не- которой степени подвергается гидратации.
При полном разрушении силикатов образуются простые продукты выветри- вания: гидрата окислов Fe, Al, одно- и двухвалентных оснований, гидрат окиси кремния (кремниевая кислота) и некоторые другие кислоты - угольная, серная, соляная, фосфорная и другие, образующиеся при окислении элементов, содержа- щихся в горных породах.
Высвободившаяся при выветривании кремниевая кислота при слабокислой реакции частично переходит в состояние геля (SiO2nH2O), при слабощелочной - золя. В дальнейшем аморфный кремнегель может терять воду и закристаллизо- ваться, образуя вторичный кварц. Кроме этого, часть кремниевой кислоты может образовывать с основаниями растворимые в воде соли, которые впоследствии мо- гут быть вымыты. В коллоидном и растворенном состоянии кремниевая кислота может вступать в реакцию с полуторными окислами, образуя при этом сложные соединения. Аморфные соединения, содержащие SiO2 и R2O3 в разных соотноше- ниях называются аллофонами. Теряя воду, гидраты полуторных окислов могут постепенно кристаллизоваться, образуя вторичные минералы: лимонит - 2Fe2O3 ·
3H2O, гетит - Fe2O3 · H2O, гематит - Fe2O3, гиббсит - Al2O3 · 3H2O, бемит - Al2O3 ·
H2O.
Освобождающиеся при выветривании основания, реагируя с кислотами, об- разуют простые соли, являющиеся вторичными минералами: карбонаты, сульфа- ты, нитраты, хлориды, фосфаты, силикаты. В разной степени растворяясь в воде, они могут накапливаться в условиях засушливого климата.
Помимо простых вторичных минералов, при выветривании могут образовы- ваться вторичные алюмосиликаты и феррисиликаты. Эти минералы входят в состав различных глин и поэтому носят название глинных. Являясь частью почв, они определяют очень важные для развития растений почвенные свойства (погло- тительная и обменная способность, кислотность, буферность, водоудерживающая способность и др.). Из большого числа глинных минералов, для почв наибольшее значение имеют группы: каолинита, мантмориллонита и гидрослюд.
Минералы группы каолинита имеют двухслойную кристаллическую решет- ку, которая состоит из двух слоев: слоя кремнекислородных тетраэдров и слоя алюмо-кислородно-гидроксильных октаэдров.
В кремнекислородном слое вершины тетраэдров повернуты в одну сторону и яв- ляются “кислородными мостиками”, связывающими тетраэдрический и октаэдри- ческий слои: О2¯ одновременно связан с атомами Si4+ и Al3+.
В целом элементарная ячейка каолинита электроней- тральна и соответствует формуле Al4Si4O10(OH)8 или Al2Si2O5(OH)4. При разламывании пакетов боковые по- верхности кристаллов имеют ненасыщенные валентно- сти, что может вызывать адсорбцию ионов из окружаю- щего раствора. Расстояние между пакетами каолинита равна 7,2 А0 и не изменяется. Он не впитывает воду в
межпакетные пространства и поэтому не набухает. К этой группе минералов от- носятся, кроме каолита, галлузит (структурная формула Al2Si2O5(OH4) · 2Н2О), метагаллузит (Al2Si2O5(OH)4 · 4Н2О), диккит и накрит.
Монтмориллонит состоит из трехслойных паке- тов: октаэдрический слой заключен между двумя тетра- эдрическими. Межпакетные расстояния монтморилло- нита изменяются от 9,4 до 21,4 А0 и варьируют в зави- симости от количества поглощенной воды. Способность монтмориллонита к набуханию значительна. Структура
монтмориллонита отвечает химической формуле
Al4Si8O20(OH)4 · nН2О. В этой формуле nН2О - вода, раз- деляющая пакеты. Кристаллическая решетка электриче-
ски нейтральна и содержит по 44 положительных и отрицательных заряда. Мине- ралам группы монтмориллонита характерны разнообразные изоморфные замеще- ния: Si в тетраэдрических слоях может быть частично замещен на Al3+, а аллюми- ний в октаэдрическом слое замещается Fe2+ и Fe3+, Mg2+ и другими металлами. Например, у минерала бейделлита в отличие от монтмориллонита один из четы- рех ионов Si4+ тетраэдрического слоя замещен Al3+, появившийся избыточный от- рицательный заряд компенсируется ионом гидроксила (Al3Si3O9(OH)3 · nH2O. К этой же группе принадлежит минерал нонтронит с формулой Fe2Si4O10(OH)3 · nH2O, где в октаэдрах ион Al3+ замещен на Fe3+.
Из глинных минералов в почвах большое место принадлежит группе гидро- слюд, в которую входят гидромусковит (иллит), гидробиотит и другие гидротизи- рованные слюды. Кристаллическая решетка иллита построена так же, как и у монтмориллонита. Разница состоит в том, что в тетраэдрах часть Si4+ (до 1/4) за- щищена Al3+. При этом образовавшийся отрицательный электрический заряд компенсируется ионом К+, который прочно связывает пакеты между собой. По- этому межпакетная вода в иллите отсутствует. Гидробиотит образуется из био-
тита - слюды темного цвета, в которой все октаэдрические места заняты Mg2+ и
Fe2+.
Кроме распространенных индивидуальных глинистых минералов, в природе существуют так называемые смешанно-слоистые минералы, пластинки которых состоят из чередующихся пакетов различных минералов, например, иллита, мон- тмориллонита и т.д.
Существует так же еще группа вторичных минералов: аллофоны. Они состо- ят из тетраэдров и октаэдров, но расположены беспорядочно, поэтому вследствие отсутствия кристаллического строения они обладают аморфными свойствами.
Глинистые минералы в природе образуются двумя путями. Первый путь представляет собой постепенное изменение первичных минералов, что приводит к образованию новых форм кристаллических решеток. Превращение первичных минералов происходит примерно через такие стадии:
полевые шпаты, слюды → гидрослюды → монтмориллонит → каолинит, галлузит → гиббсит, гетит
При отклонениях от этой схемы полевые шпаты, минуя стадию гидрослюд, пре- образовываются в монтмориллонит или каолинит.
Вторичные минералы могут возникать также путем синтеза из простых про- дуктов распада первичных минералов: полевых шпатов, амфиболов, вулканиче- ских стекол и т.д. Образующиеся при распаде вещества вступают между собой в реакции взаимодействия, продукты которых выпадают в осадок.
Известно, что химическое выветривание выражается следующими стадиями: 1) гидратации силиката; 2) окисление закиси железа; 3) постепенного гидролиза - уменьшения содержания щелочей и замене Н+; 4) переход Al из четверной ком- бинации в шестерную; 5) частичный вынос кремнезема.
Образование слюдоподобных минералов из полевых шпатов происходит вследствие выноса части SiO2, K2O, CaO. Гидратация способствует замещению некоторого количества ионов К+ ионами Н+, что приводит к образованию слюд. Этот процесс можно проиллюстрировать на примере превращения монтморилло- нита в гиббсит.
При отслоении одного тетраэдрического слоя у монтмориллонита приводит к образованию каолинита, при этом ионы кислорода “кислородных мостиков” за- мещаются гидроксилами. В дальнейшем при присоединении воды каолинитом из него образуется гиббcит и SiO2.
Скорость разрушения первичных и механизм образования вторичных мине- ралов зависят от ряда факторов: 1) особенности первичного минерала (кристал- лическая структура, степень дисперсности, химический состав и т.д.), 2) сочета- ние первичных минералов, 3) температуры, 4) влажности, 5) реакции среды, 6) условий выноса продуктов выветривания, 7) жизнедеятельности организмов.
Основные породы разрушаются быстрее кислых и поэтому продукты их вы- ветривания в большей мере обогащены каолинитом. Поэтому более древние поч- вы, подвергавшиеся процессам выветривания и почвообразования, содержат от- носительно много минералов группы каолинита, гибсита и гетита, которые явля- ются конечными продуктами выветривания.
Сухой и холодный климат замедляет разрушение минералов, а теплый и влажный - ускоряет. В условиях промывного режима происходит вымывание ще- лочей, щелочноземельных оснований, кремнезема, и, как следствие, из гидрослюд и монтмориллонита образовывается каолинит и галлузит.
Растения, которые в процессе жизни взаимодействуют с почвой (поглощение воды, элементов питания, кислорода, а так же выделение продуктов жизнедея- тельности), вносят существенные изменения в состав и свойства почвенного рас- твора, реакцию среды, значение окислительно-восстановительного потенциала, что в значительной мере оказывает влияние на условия разрушения и синтеза ми- нералов.
Как отмечалось выше, число первичных минералов в природе невелико, по- этому и количество вторичных минералов не отличается большим разнообразием. Наиболее часто встречающимися минералами являются группы гидрослюд (гид- робиотит) и монтмориллонита (монтмориллонит, белделлит, нотронит), далее следуют каолинит, галлузит, вермикулит, гиббсит.
Основная масса рыхлых пород состоит из относительно небольшого числа минералов. Из группы первичных минералов в их состав входят кварц, полевые шпаты, слюды и роговые обманки, из вторичных - слоистые алюмосиликаты, окиси и гидроокиси железа и алюминия.
Так как в различных гранулометрических фракциях преобладают различные минералы, поэтому рыхлые породы, подвергаясь сортировке по фракциям, сорти- руются также по минералогическому составу. Например, в песках содержатся в основном, первичные минералы (кварц, полевые шпаты), в глинах - вторичные, в суглинках - смесь первичных и вторичных. Минералогический состав илистой фракций (< 0,001мм) резко отличается от состава более крупных фракций. Из первичных минералов в этой фракции встречается главным образом кварц, кото- рый из-за химической устойчивости может сохраниться в виде очень мелких час- тиц, другие минералы этой группы присутствуют в очень малых количествах. В данной фракции сосредотачивается основная масса вторичных алюмосиликатов - монтмориллонит, каолинит, иллитовые минералы, вермикулит. Сохранность по- левых шпатов обуславливается главным образом их механической прочностью, которая позволяет им сохраняться в виде относительно крупных частиц. Этим объясняется небольшое содержание полевых шпатов в составе мелких фракций.
Химические элементы, входящие в состав литосферы, содержатся в ней в не- одинаковых количествах. При этом состав литосферы значительно отличается от состава почвы (табл. 7.5)
Литосфера почти на половину состоит из кислорода – 47,2%, второе место занимает Si – 27,6%, потом Al – 8,8% и Fe – 5,1%. Калий, кальций, магний состав- ляют по 2-3%, остальные химические элементы составляют менее 1%.
Почвы, по химическому составу, значительно отличаются от литосферы. В них более высокое среднее содержание О и Н, в 20 раз больше С, в 10 - N, мень- ше, чем в литосфере -Al, Fe, Ca, Na, K и Mg. Состав почв относительно почвооб- разующих пород более динамичен.
Таблица 7.5.
Среднее содержание химических элементов в литосфере и почвах, в весовых % (по Виноградову, 1950)
Элементы |
Литосфера |
Почва |
Элементы |
Литосфера |
Почва |
O |
47,2 |
49,0 |
C |
(0,1) |
2,0 |
Si |
27,6 |
33,0 |
S |
0,09 |
0,085 |
Al |
8,8 |
7,13 |
Mn |
0,09 |
0,085 |
Fe |
5,1 |
3,8 |
P |
0,08 |
0,08 |
Ca |
3,6 |
1,37 |
N |
0,01 |
0,1 |
Na |
2,64 |
0,63 |
Cu |
0,01 |
0,002 |
K |
2,6 |
1,36 |
Zn |
0,005 |
0,005 |
Mg |
2,1 |
0,6 |
Co |
0,003 |
0,0008 |
Ti |
0,6 |
0,46 |
B |
0,0003 |
0,001 |
H |
(0,15) |
? |
Mo |
0,0003 |
0,0003 |
8. Физические свойства твердой фазы почв
Твердая фаза почв характеризуется следующими основными свойствами: структурой, общими физическими, физико-механическими и тепловыми.
Структура почвы – совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава. Структурность – способность почвы распадаться на агре- гаты. В песчаных и супесчаных почвах структурные элементы обычно находятся в раздельно-частичном состоянии, то есть такие почвы – бесструктурны. В сугли- нистых и глинистых почвах иногда структура также может отсутствовать.
Агрономическое значение структуры очень велико. Она определяет физиче- ские свойства почв, условия обработки и сильно влияет на рост и развитие расте- ний. Структура оценивается по ее размеру, пористости, механической прочности, водопрочности. Наиболее агрономически ценными считаются макроагрегаты 0,25-10 мм, обладающие высокой пористостью (более 45%), механической проч- ностью и водопрочностью. Структурной считается почва, содержащая более 55% водопрочных агрегатов размером 0,25-10 мм. Часто используют коэффициент структурности - отношение количества мезоагрегатов к сумме макро- (более 7 или 10 мм) и микроагрегатов (до 0,25 мм). Структуру характеризуют два основ- ных показателя – связность и водопрочность. Под связностью структуры понима- ется ее устойчивость к механическим воздействиям. Водопрочность – способ- ность не разрушаться при увлажнении. Только связная и водопрочная структура способна сохранять благоприятное сложение при многократных обработках и ув- лажнении. В ином случае структура быстро разрушается при обработке или ув- лажнении осадками, и почва становится бесструктурной.
Крайне важно, чтобы водопрочные агрегаты были пористые, имели рыхлую упаковку, легко воспринимали воду, допускали легкое проникновение корней и микроорганизмов. Обычно такая структура у легких суглинков и связных супесей.
Втяжелых породах упаковка агрегатов слишком прочная, поры тонкие, то есть такая структура не имеет ценности в агрономическом плане.
При наличии агрономически ценной структуры в почве создается благопри- ятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами преобладают некапиллярные, внутри – капиллярные поры. В бесстуктурной почве механические элементы лежат плотно, поэтому образуются только капиллярные поры. Структурные почвы благодаря наличию некапиллярных пор хорошо впи- тывают влагу, которая по мере движения впитывается комками, а промежутки между комками заполняются воздухом. Воздух содержится и в порах аэрации внутри комка. Потери воды от поверхностного стока в такой почве минимальны, а наличие некапиллярных пор предохраняет от испарения влаги с поверхности. В
структурных почвах создаются благоприятные условия обеспечения растений влагой и воздухом. Даже при увлажнении до НВ в таких почвах сохраняется хо- роший воздухообмен и господствуют окислительные процессы. Достаточная
аэрация при наличии доступной влаги создает хорошие условия для потребления элементов питания растениями по сравнению с бесструктурной почвой, активнее идут микробиологические и др. процессы, нет процессов денитрификации, накоп- ления несиликатных форм полуторных окислов.
Бесстуктурная почва медленно поглощает воду, потери воды велики вследст- вие стока. Сплошная капиллярная связь вызывает большие потери от испарения.
Втакой почве часто бывает крайнее положение увлажнения: избыточное и недос- таточное. При избыточном увлажнении все промежутки заняты водой, ощущается недостаток воздуха, развиваются анаэробные процессы, ведущие к потерям азота вследствие денитрификации, образованию токсичных закисных форм железа и марганца, накоплению несиликатных форм полуторных окислов (что способству- ет закреплению фосфора в труднодоступной форме). При недостаточном увлаж- нении ощущается недостаток влаги.
Агрономически ценная структура, имея рыхлое сложение, облегчает прорас-
тание семян и распространение корней растений, уменьшает энергетические за- траты на механическую обработку почвы. Более плотное сложение и повышенная
связность тяжелых бесструктурных почв повышает удельное сопротивление и ухудшает развитие корней растений.
Благоприятное влияние на агрономические свойства почв оказывает и микро- структура при условии ее пористости и водопрочности. Наилучшими являются микроагрегаты 0,25-0,01 мм. Более мелкие микроагрегаты затрудняют водо- и воздухопроницаемость, повышают испарение.
Во влажных зонах особенно важно иметь более крупные макроагрегаты для лучшей водопроницаемости и водоотдачи. В засушливых условиях важно осла- бить испаряемость, поэтому здесь благоприятнее мелкие агрегаты.
Главное, что в любых условиях структурная почва всегда имеет более благо- приятные условия для жизни растений, чем бесструктурная.
В образовании структуры участвуют 2 процесса: механическое разделение на агрегаты и образование водопрочных отдельностей. Механическое разделение идет при изменении давления вследствие резких колебаний сухих и влажных ус- ловий, замерзании и оттаивании, деятельности почвенных животных, рыхлящем воздействии почвообрабатывающих орудий.
Водопрочность агрегаты приобретают под влиянием коагуляции и цемента- ции благодаря почвенным коллоидам, органическим и минеральным. Хорошими коагуляторами чаще бывают 2-3-валетные катионы: Ca, Mg, Al, Fe. При преобла- дании натрия и иных одновалентных катионов прочной структуры не образуется. Хорошие структурообразователи – глинистые минералы и гидроокиси Al, Fe; гу- миновые кислоты. При временном избыточном увлажнении часто проявляется оструктуривающая роль железа. Водорастворимые закисные формы при подсы- хании переходят в нерастворимые окисные, цементируя почвенные агрегаты.
Из растений наиболее сильное оструктуривающее действие оказывает много- летняя травянистая растительность, образующая при разложении большое коли- чество связанного с кальцием гумуса. Широко известна деятельность люмбрици- дов, оструктуривающих почву капролитами.
Наиболее прочной структурой обладают в целинном состоянии черноземы, чуть меньшей – бурые, серые, каштановые. Минимальную водопрочность имеют структуры почв тундры и пустынь.
Структура почв динамична. Разрушение происходит под влиянием обработ- ки, передвижения по почве, ударов капель дождя, при замене двухвалентных ка- тионов в ППК на одновалентные (гипсование, известкование). Улучшение струк- турного состояния почв осуществляется агротехническими методами: посев мно- голетних трав и культур с мощной корневой системой (пшеница, кукуруза, под- солнечник), обработка почв в спелом состоянии, проведение химической мелио- рации, внесение органических и минеральных удобрений.
Физические свойства твердой фазы почв характеризуются удельной массой, объемной массой, пористостью, удельной поверхностью.
Удельная масса (плотность твердой фазы) почвы – отношение массы твердой фазы к массе воды в том же объеме при 4о С. Для органических веществ плотность твердой фазы изменяется от 0,2 до 1,4, для минеральных – от 2,1 до 5,1 г/см3. Для минеральных горизонтов почв этот показатель обычно равен 2,40-2,65, органогенных от 1,4 до 1,8 г/см3.
Плотность почвы (объемная масса) – масса единицы объема абсолютно су- хой почвы, взятой в естественном сложении. Она зависит от минералогического и гранулометрического состава, структуры, содержания ОВ. Обработка почвы уменьшает плотность, проход техники – увеличивает. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корней, микробиологи- ческие процессы. Оптимальная плотность пахотного горизонта – 1,0-1,2 г/см3 , при 1,2-1,3 г/см3 почва уплотнена, при 1,3-1,4 – сильно уплотнена, 1,4-1,6 г/см3 – типичные величины для подпахотных горизонтов, 1,6-1,8 – для иллювиальных горизонтов.
Пористость (скважность) почвы – суммарный объем всех пор между части- цами твердой фазы почвы. Выражается в % от общего объема почвы и вычисляет- ся по плотности (ОМ) и плотности твердой фазы (УМ) почв:
Робщ = (1-ОМ/УМ)*100
Пористость зависит от гранулометрического состава, структурности, содер- жания ОВ, приемов обработки и окультуривания почвы. Поры образуются между отдельными механическими элементами, агрегатами и внутри агрегатов. В мине- ральных горизонтах она обычно составляет 25-60%, в торфяных достигает 90%. Особенно низкая порозность в оглеенных (су)глинистых горизонтах – 25-30%. Различают общую пористость, капиллярную и некапиллярную. Поры могут быть заполнены водой и воздухом. Некапиллярные поры обеспечивают водопроницае- мость и воздухообмен, капиллярные поры создают водоудерживающую способ- ность почвы, то есть обеспечивают запас доступной для растений влаги.
Для создания устойчивого запаса влаги в почве при хорошем воздухообмене необходимо, чтобы некапиллярная пористость составляла 55-65% общей. Если она менее 50%, то могут возникнуть анаэробные процессы в почве. В агрономи- ческом отношении важно, чтобы почвы имели наибольшую капиллярную порис- тость, заполненную водой, и одновременно пористость аэрации не менее 15% объема в минеральных и 30-40% в торфяных почвах. При пористости более 65% почва избыточно пористая, вспушена; при 55-65 – отличная пористость, при 50-55
–удовлетворительная, менее 50 – неудовлетворительная, 25-40 – характерна для уплотненных иллювиальных горизонтов.
Кфизико-механическим свойствам почв относится пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке. Эта
группа свойств имеет большое значение для оценки технологических свойств почв.
Пластичность – способность почв изменять свою форму под влиянием ка- кой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохранять приданную фор- му после устранения этой силы. Пластичность обусловлена илистой фракцией почв и зависит от влажности. Различают верхний (весовая влажность, при кото-
рой стандартный конус под действием собственной массы погружается в почву на глубину 10 см) и нижний (весовая влажность, при которой образец почвы можно раскатать в шнур диаметром 3 мм без образования в нем разрывов) пределы теку- чести. Число пластичности – разность между показателями верхнего и нижнего пределов. Глины имеют число пластичности более 17, суглинки 7-17, супеси 1-7, пески не обладают пластичностью. Пластичность возрастает при увеличении доли натрия в почве и уменьшении доли кальция, магния, содержания гумуса.
Липкость (прилипание) – свойство влажной почвы прилипать к другим те- лам. Липкость отрицательно влияет на технологические свойства почв, увеличи-
вая тяговое сопротивление. Чем тяжелее гранулометрический состав, тем больше липкость. Предельно вязкие почвы имеют липкость более 15 г/см2 , сильновязкие
–5-15, средневязкие 2-5, слабовязкие – менее 2 г/см2.
С липкостью связано важное агрономическое свойство почвы – физическая спелость, то есть состояние, при котором почва хорошо крошится на комки, не
прилипая к орудиям обработки. Раньше спеют легкие почвы, более гумусиро- ванные.
Набухание – увеличение объема почвы при увлажнении. Оно обусловлено сорбцией влаги почвенными частицами и гидратацией обменных катионов. Наи-
большей набухаемостью обладают минералы монтмориллонитовой группы и вермикулит, малой – каолинитовые. Набухаемость увеличивает насыщение почвы натрием или увеличение содержания органического вещества. Набухаемость вы- ражается в % от исходного объема почвы и является отрицательным качеством, способствуя разрушению почвенных агрегатов.
Усадка – сокращение объема почвы при высыхании, то есть обратно высыханию. Сильная усадка приводит к образованию трещин, разрыву корней растений, повышению потерь влаги от испарения.
Связность почвы – способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы, выражают в кг/см2. Вызывается силами сцепления между частицами почвы, зависит от минералогического игранулометрического состава, структурности, гумусированности, влажности почвы. Наибольшей связностью обладают глинистые почвы; при влажности, близкой к ВЗ; при насыщении ионами натрия, что способствует диспергированию почвы и увкеличению удельной поверхности; при ухудшении структурного состояния.
Удельное сопротивление – усилие, затрачиваемое на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность (кг/см2). Этот показатель колеблется в пределах 0,2-1,2 кг/см2. Зависит от гранулометрического состава, угодья, влажности.
В земледельческой практике обычно регулируют физико-механические свойства при выборе сроков и приемов обработки. Эти свойства улучшают внесением органических удобрений, посевом многолетних трав, минимализацией обработок, химической мелиорацией, использованием машин-орудий с низкими уплотняющими параметрами.
9. ВОДА В ПОЧВЕ
Вода играет огромную роль в жизни Земли – без нее нет жизни. Вода обла- дает большой подвижностью, передвигается даже в твердом состоянии. В жид- ком состоянии вода двигается под действием силы тяжести, в парообразном – за счет диффузии и пассивно с воздухом. Благодаря большой подвижности и спо-
собности переносить различные вещества вода играет большую роль в обмене веществ.
Главный источник передвижения воды – энергия Солнца. Вода на своем пу- ти неизбежно попадает в почву. Почвенная влага – основной источник воды для растений и заслуживает большого внимания и изучения наравне с влагой атмо- сферы, поверхностных и подземных вод.
С поверхности океана испаряется ежегодно 1240 мм осадков, выпадает в среднем 670 мм (таблица «Круговорот воды в природе»).
Именно почва играет огромную роль в круговороте воды, преобразуя ее в парообразную воду, поверхностный сток, подземный сток, испарение (транспира- цию), т.е. водный режим почв территории – одно из важнейших звеньев водного режима всей суши.
Основатель гидрологии почв Г.Н. Высоцкий сравнивал почвенную влагу с кровью организма, так как она обеспечивает передвижение веществ и снабжение растений влагой.
Водный режим – совокупность явлений поступления, передвижения, уда- ления влаги из почвы и изменения состояния почвенной влаги.
Режим влажности почвы – явления увеличения и уменьшения влаги в почве.
Водный баланс – совокупность количественных характеристик поступле- ния и расхода влаги из почвы.
Воды как поверхностные так и грунтовые, играют огромную роль в процес- сах почвообразования. Эта роль заключается в первую очередь в формировании окислительно-восстановительного режима почвы. При глубоком залегании грун- товых вод и отсутствии застоя поверхностных вод в почвенном профиле создают- ся аэробные условия и протекают окислительные явления, которые сопровожда- ются интенсивной минерализацией органического вещества. В таких условиях формируются автоморфные почвы, не имеющие признаков заболачивания. Авто- морфные почвы всегда содержат значительно меньше гумуса, различия их с полу- гидроморфными могут достигать 2 раз. Например, в автоморфных дерново- подзолистых легкосуглинистых почвах на лессовидных суглинках обычное со- держание гумуса составляет 1,5-2,0%, а в глееватых и глеевых – 3,0-4,0%. В дер- ново-подзолистых песчаных эти показатели составляют соответственно 1,0-1,5 и 2,0-2,5 %.
При избыточном увлажнении, обусловленном близким залеганием грунто- вых вод и застоем поверхностных вод в пониженных элементах рельефа, развива- ется болотный процесс почвообразования. Особенностью болотного процесса почвообразования являются анаэробные условия и восстановительные процессы. В анаэробных условиях уменьшается активность окислительных процессов, что приводит к ослаблению минерализации органического вещества. На поверхности почвы накапливаются полуразложившиемся органические останки в виде торфа, которому свойственна высокая гидрофильность и влагоемкость, а также низкая аэрация при избыточном увлажнении, ведет к дальнейшему развитию процессов заболачивания.
В условиях Беларуси процессы заболачивания протекают временно и по- стоянно. Временные процессы заболачивания обычно обусловлены понижением рельефа, что способствует избыточному увлажнению и сквозному промачиванию почвы только весной в период снеготаяния, летом после обильных длительных дождей, реже после осенних дождей.
При избыточном увлажнении в почвах развивается процесс оглеения мине- ральной породы, характерной особенностью которого является превращение окисного железа в закисное, более подвижное соединение, которое окрашивает