ВИДЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ

Вначале необходимо определить комплекс вопросов, которые имеют отношение к проблеме энергетики почвообразования. Здесь прежде всего должны быть названы источники энергии в почвообразовании, статьи расхода энергии, количественные значения как суммарных затрат энергии в почвообразовании, так и отдельных видов расхода и их соотношения, количество энергии, аккумулируемой в веществе почвы, условия, определяющие разную величину суммарных затрат энергии и изменение соотношения отдельных статей расхода, динамика энергетики по сезонным фазам почвообразования и др.
В отношении источников энергии почвообразования ответ может быть вполне определенным — это солнечная энергия, достигающая земной поверхности и определяемая как радиационный баланс земной поверхности (Я). Количество тепла, приходящее изнутри земного шара к поверхности почвы, очень мало по сравнению с приходящим солнечным теплом (около 55 кал/см1 -год) и практически при расчетах может не приниматься во внимание.
При определении элементов расхода энергии в почвообразовании возникают определенные трудности, связанные с особым положением почвы среди других компонентов природной среды.
В почве наиболее полно обнаруживается взаимодействие компонентов природной среды.
Поэтому понятно, что в ряде случаев, рассматривая известный элемент расхода энергии в природной среде, значимый для почвообразования, мы вместе с тем должны будем отметить, что этот же элемент расхода энергии имеет и более общее значение в процессах биогеоценоза. Примем во внимание в первую очередь те составляющие расхода энергии в биогеоценозе, которые имеют наиболее близкое отношение к процессу почвообразования, и будем характеризовать их преимущественно со стороны «работы» в почвообразовании.
Далее важно принять во внимание в соответствии с термодинамической концепцией необходимость различать обратимые п необратимые процессы превращения энергии в почве. Вообще говоря, в круговорот в природе вовлекаются огромные количества энергии, но необратимо расходуется лишь очень малая ее доля.
В качестве наиболее значимых видов затрат энергии в почвообразовании надо рассматривать расходы энергии в биологических процессах превращения веществ, затраты в процессах физического и химического выветривания, в процессах водно-теплового круговорота и, наконец, потерн ее в явлениях миграции веществ по почвенному профилю.
Важнейшую группу явлений почвообразования представляют его биологические составляющие. Широко известно положение В. Р. Вильямса о том, что почвообразование есть процесс синтеза и разрушения органического вещества. Немалая часть лучистом энергии Солнца аккумулируется б гумусе почвы. Биологические процессы в почве тесно связаны с испарением и транспирацией, поглощающими, согласно имеющимся данным, очень большую долю солнечной радиации.
Известная доля тепловой энергии расходуется в процессах физического и химического выветривания. В настоящее время минеральные преобразования рассматриваются во многих случаях как протекающие при участии биологического фактора, который может действовать и непосредственно, и в качестве продуктов жизнедеятельности организмов.
Часть энергии биологических процессов расходуется в форме тепла.

С тепловой энергией Солнца связана миграция воды, перемещающей растворимые и дисперсные части почвы в пределах ее профиля или перераспределяющей их по элементам рельефа.
Энергетический баланс почвообразования можно представить в общем виде:
Q = Wi + w2 + bi + Ъг + ii + i2 + g +С, (1)
где Q — количество энергии, участвующей в почвообразовании;
— энергия, расходуемая в явлениях физического разрушения почвообразующих пород; w2 — энергия химического разложения минералов почвообразующнх пород в процессе выветривания;

— энергия, аккумулируемая в гумусовом веществе: Ъ2 — энергия, расходуемая в биологических реакциях преобразования органических и минеральных веществ (частично расходуемая в тепловой форме); U — энергия, расходуемая на испарение с поверхности почвы н растений; ?2 — энергия, расходуемая в процессе транспирации: g —потери энергии в процессах механической миграции солеи и мелкозема в почве; с — энергия, расходуемая в процессе теплообмена в системе почва — атмосфера (в годовом балансе в большинстве случаев близка к нулю и в отдельных случаях составляет заметную величину).
Из уравнения (1) видны важнейшие энергетические составляющие почвообразования, которые, следовательно, должны быть объектом аналитического изучения. Но это уравнение может быть представлено и в более строгой форме, исходя из собственно термодинамических представлений. В этом случае в левую часть уравнения должны будут входить статьи прихода энергии, а в правую — изменение внутренней энергии системы и производимая ею работа.
Главный энергетический источник в процессах почвообразования — лучистая энергия Солнца. Но Б. Г. Розанов (1970) заметил, что почва связана с другими компонентами биосферы не только энергетически, но и субстанционными связями. Поэтому он находит справедливым применить к почве следующие термодинамические уравнения:
(2)
где dQ — поступление энергии в систему в виде тепла (точнее, лучистой энергии);— поступление энергии в систему
в процессе массообмена;dU — изменение внутренней энергии системы; dA — работа, производимая системой.
Следовательно, одной из задач в области энергетики почвообразования должно быть выяснение относительной роли теплового и массообменного параметра в общем балансе энергии. Некоторые соображения о термодинамике необратимых процессов в почве и ее применении в почвоведении, о законах термодинамики в связи с энергетикой почвообразования высказаны И. И. Суднициным (1970), С. В. Бойко (1970). И. Ш. Искендёров (19701 рассчитал изобарный потенциал минеральной части ряда почв.
Далее предстоит выяснить возможные размеры основных составляющих расхода энергии и закономерности изменения пх в связи с главными, зональными, различиями течения почвообразования. Попытка подобных расчетов может рассматриваться лишь как решение этой задачи в самом первом приближении.

<< | >>

Источник: Волобуев В. Р.. Введение в энергетику почвообразования.. 1974

Еще по теме ВИДЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ:

- Болотоведение - Метеорология и климатология - Научно-популярная история - Океанология (океанография) - Почвоведение -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -