Альбедо зависит от многих свойств почвы: цвета, влажности, порозности, выравненности, а также от рельефа и растительного покрова. Почвы темные, богатые гумусом (черноземы, каштановые) поглощают больше солнечной радиации по сравнению со светлоокрашенными сероземами, а влажные — по сравнению с сухими. Например, у чернозема сухого альбедо равно 14 %, а влажного — 8 %, у серозема сухого — 25—30 %, а влажного — Ю-12%.
Растительный покров значительно ослабляет влияние солнечной радиации и тем самым уменьшает нагревание поверхности почвы. Рельеф изменяет угол наклона по отношению к солнечным лучам и значительно меняет их поглощение. Склоны южной экспозиции поглощают больше солнечной радиации по сравнению с северными.
4 7126 Еитефесв
Теплоемкость почвы — количество теплоты, выраженное в джоулях или калориях, которое необходимо для повышения температуры единицы массы (1 г) или объема (1 см3) почвы на 1 °С. Теплоемкость единицы массы почвы называют удельной, а единицы объема — объемной. Она зависит от минералогического и гранулометрического составов, содержания органического вещества в почве, воздушного и водного режимов. Теплоемкость 1 г воды принята за 1 калорию или 4,186 Джоуля. Другие составные части и минералы почвы имеют меньшую теплоемкость: 1 г торфа — 0,477 кал, 1 г глины — 0,233 кал, 1 г песка — 0,196 кал. Поэтому влажные почвы медленнее нагреваются и охлаждаются по сравнению с сухими. Глинистые почвы медленнее прогреваются весной, чем песчаные.
Теплопроводность почвы — способность проводить тепло, передавать его от одного слоя к другому. Она измеряется количеством теплоты, которая проводится за 1 секунду через 1 см2 почвы толщиной 1 см.
Составные части почвы обладают разной теплопроводностью:
| Вещество | Теплопроводность |
| Воздух | 0,00006 |
| Вода | 0,00136 |
| Торф | 0,00027 |
| Кварц | 0,0024 |
Теплопроводность воздуха очень низка. Поэтому рыхлые почвы пропускают через себя меньше тепла. Теплопроводность воды в 28 раз больше, чем у воздуха, поэтому влажные почвы имеют большую теплопроводность и накапливают больше тепла перед уходом в зиму, что предохраняет растения от вымерзания.
Совокупность процессов поступления тепла в почву из различных источников, передачи его от одного слоя к другому, накопления и отдачи в атмосферу называют тепловым режимом почвы. Тепловой режим в комплексе с водным и воздушным режимами оказывает большое влияние на ход почвообразовательного процесса и плодородие почвы.
Для регулирования теплового режима почв проводятся различные мелиоративные приемы в зависимости от почвенно-климатических и погодных условий и технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
К приемам регулирования теплового режима почв в северных зонах относятся рыхление поверхностного слоя, глубокая обработка почвы с рыхлением подпахотного слоя, гребневые и грядковые посевы. В овощеводстве в качестве биотоплива вносят навоз, компосты (для улучшения температурного режима), а в геплицах производится искусственный обогрев паром или горячей водой, пускаемой по трубам на глубине 40—70 см.
В аридных зонах приемы направлены на понижение температуры почвы. К таким приемам относятся затенение почвы растительным покровом, например, посев кулис из высокостебельных растений, лесных массивов, полезащитных лесных полос.
Эффективно мульчирование поверхности почвы соломой, мульчбумагой, полихлорвиниловой пленкой, торфом. Мульчирование светлоокрашенными материалами увеличивает альбедо и ослабляет нагревание почвы, способствуя минимизации испарения.
Регулирование теплового режима почвы зимой проводят снегозадержанием с помощью кулис, лесных полос, оставления высокой стерни, установки щитов, формирования снежных валов. Снежный покров сохраняет тепло в почве, предохраняет ее от глубокого промерзания и сильного понижения температуры.
Для количественной характеристики теплообеспеченности почв учитывают сумму активных температур в почве на глубине 20 см за период вегетации растений. Для оценки суровости зимних условий определяют сумму отрицательных температур на глубине 20 см, глубину и длительность промерзания почв. По чтим параметрам выделяют следующие почвы: теплые, умеренно теплые, умеренно холодные, холодные, длительно сезоннопромерзающие и мерзлотные.
По сумме активных температур (>10 °С) в почве на глубине 20 см за период вегетации растений В. Н. Димо предложены следующие показатели теплообеспеченности почв:
| Сумма активных температур почвы на глубине 20 см, °С | Теплообеспеченность почв |
| 1200—1600 | Ниже средней |
| 1600—2100 | Средняя |
| 2100—2700 | Выше средней |
| 2700—3400 | Хорошая |
| 3400—4400 | Весьма хорошая |
| 4400—5600 | Высокая |
7.6. Почвенный раствор Ж
и оксилительно-восстановительные процессы в почве щ
Почвенным раствором называют жидкую фазу почвы. В неЯ содержатся газы (02, С02, N2, NH3 и др.), анионы минеральны* соединений (NCOJ, С03~, NOj, N02, SO4', Н2РО;;, НРО4"), каЯ тионы (Са2+, Mg2+, Na+, NHJ, К+, Н+). В дерново-подзолистья почвах могут содержаться катионы Al3\ Fe3+, в заболоченны*
почвах — Fe2+. ,1
В почвенном растворе содержатся водорастворимые органи-5 ческие вещества, продукты жизнедеятельности микроорганизмов* и растений — органические кислоты, аминокислоты, сахара,-спирты, ферменты и другие вещества полуразложения органических остатков, а также гумусовые кислоты.
Содержание минеральных и органических веществ в почвенном растворе значительно колеблется. В болотных, подзолистых почвах и в солонцах в растворах органические вещества преобладают над минеральными, в черноземах содержание органических и минеральных компонентов примерно равно.
Состав и свойства почвенного раствора оказывают большое влияние на процесс почвообразования, разрушение и синтез минеральных и органических соединений, их перемещение по профилю почв, а также на питание микроорганизмов и растений.
Огромное влияние на живую фазу почвы оказывает реакция почвенного раствора. Для большинства культурных растений и почвенных микроорганизмов оптимальной реакцией почвенного раствора является нейтральная или слабокислая (рНв = 6,4—7,0). Некоторые культурные растения (рожь, овес, картофель, лен, люпин, табак, чайный куст) переносят более кислую среду (до рН„ = 4,5). Сильнокислая или сильнощелочная реакция почвенного раствора оказывает отрицательное влияние на рост и развитие растений, нарушает процесс поглощения элементов питания и приводит к гибели растений.
На поступление воды в растения решающее влияние оказывает осмотическое давление почвенного раствора. Осмос (от греч. osmos — давление) — односторонняя диффузия растворителя через полупроницаемую перегородку (мембрану), отделяющую раствор от растворителя. Осмос обусловлен стремлением системы к выравниванию концентраций раствора по обе стороны мембраны. Осмотическое давление зависит от концентрации почвенного раствора и степени диссоциации растворенных веществ. Если концентрация почвенного раствора равна или выше концентрации клеточного сока, то поступление воды в растения прекращается, происходит их обезвоживание и они
„огибают.
Высокое осмотическое давление почвенного раствора характерно для засоленных почв. Например, в солонце столбчатом п горизонте В2 осмотическое давление почвенного раствора достигает 6,38 • 105Па1(6,3 атм), а в солончаке мокром — 13,6 • 105Па (13,4 атм).
Осмотическое давление почвенного раствора зависит от влажности почвы, при ее уменьшении оно возрастает.
Почвенный раствор оказывает огромное влияние на оксили-тсльно-восстановительные процессы в почве, на почвообразование и плодородие. Окислительно-восстановительные реакции в почве большей частью связаны с деятельностью микроорганизмов, активность которых зависит от состава и свойств почвенного раствора.
Интенсивность и направленность окислительно-восстановительных процессов в почве зависят от увлажнения и аэрации, содержания органических веществ и температуры. Основным окислителем в почве является кислород почвенного воздуха и почвенного раствора. При снижении аэрации в почве в результате ее уплотнения или сильного увлажнения, близкого к полной влагоемкости почвы, резко уменьшается интенсивность окислительных процессов, замедляется разложение растительных остатков. В условиях недостатка кислорода начинают преобладать восстановительные процессы, способствующие образованию подвижных форм органических веществ, переходу гумуминовых кислот в фульвокислоты, образованию закисных соединений железа, подвижного марганца (Мп2+), оглеению. В анаэробных условиях развивается денитрификация, сопровождающаяся потерями азота из почвы в газообразной форме (N2, N20, NO).
Изменение воздушного, водного и температурного режимов и микробиологической активности в почве по сезонам года определяют окислительно-восстановительный режим, т. е. соотношение окислительно-восстановительных процессов в почвенном профиле в годичном цикле почвообразования.
Выделяют четыре типа окислительно-восстановительного (ОВ) режима в почвах.