Состав почвенного раствора, его роль в жизни организмов и развитии почвенных процессов.

Почвенные растворы . Почвенный раствор представляет собой жидкую фазу почв, которая формируется путем взаимодействия атмосферных осадков, поверхностного стока и грунтовых вод (при неглубоком залегании последних) с твёрдой, газообразной и живой фазами. Почвенный раствор содержит минеральные, органические и органо-минеральные вещества в ионной, молекулярной, коллоидной форме и иногда в виде взвесей. Он также содержит растворенные газы: кислород, углекислый газ, аммиак. Количество почвенного раствора зависит от влажности почвы и колеблется в широких пределах - от долей и единиц до десятков процентов в минеральных почвах, до сотен процентов в торфяных. Для выделения почвенных растворов используют различные методы: - отпрессовывание, вытеснение жидкостями или газами, центрифугирование; -улавливание почвенных растворов специальными приёмниками разных конструкций (лизиметрический метод); - метод водных вытяжек (наиболее часто применяемое соотношение почва- вода 1:5); · - стационарный метод изучения почвенных растворов в естественном состоянии с помощью специальных приборов (наиболее часто применяются ионаметрические методы с использованием специальных электродов для измерения рН, Еh, концентрации целого ряда катионов и анионов (Сан, Mg2+, К+, N03- и др.). Каждый из этих методов обладает определёнными преимуществами и недостатками, которые обсуждаются в специальной литературе. По данным К. К. Гедройца, коллоиды составляют от 1 / 4 до 1/10 общего количества веществ почвенного раствора. В почвенных растворах преобладают катионы Са2+, Mg2+, Na+, всегда присутствvют К+, NH4 +, Н+, в почвах с кислой реакцией среды - А1 3+,, Fe3+, Fе2+. Из анионов преобладают (СО3)2-, Cl-, (S04)2·; присутствуют N03-, N02-, Н2РО4-, (НРО4)2-. Железо, алюминий содержатся, в основном, в виде устойчивых комплексов с органическими веществами. Минерализация почвенных растворов невелика и в разных типах почв колеблется, возрастая с севера на юг, от десятков мг в подзолистых до нескольких граммов вещества на литр в черноземах и каштановых почвах, в засоленных почвах минерализация резко повышается до десятков и даже сотен граммов на литр. Содержание органических веществ в почвенных растворах измеряется десятками и сотнями мг/л, повышенные концентрации их наблюдаются в подзолистых и болотных почвах таёжно­ лесной зоны. Органические вещества представлены в основном фульвокислотами и простыми органическим кислотами. Наиболее высокие концентрации органических веществ характерны для верхних горизонтов - лесной подстилки и гумусовых. Реакция среды почвенных растворов (актуальная кислотность и щелочность) изменяется от кислой и слабокислой в подзолистых почвах северной и средней тайги, нейтральной в зоне чернозёмных почв до слабощелочной и местами щелочной в почвах аридных областей. Это связано с закономерными изменения­ ми водного режима в почвах зонального ряда. При избытке влаги в почвах таёжно-лесной зоны основания и, прежде всего, щелочные металлы вымываются за пределы почвенного профиля, при непромывном водной режиме, в чернозёмах в пределах почвенного профиля всегда присутствуют карбонаты кальция и магния, а в почвах аридных областей - водорастворимые соли и обменный натрий ППК обусловливают щелочную реакцию почвенного раствора. Наиболее высокая щелочная реакция обусловлена содовым засолением, в меньшей степени хлоридным и затем сульфатным. С концентрацией и степенью диссоциации водорастворимых солей тесно связано осмотическое давление почвенного раствора. Оно наиболее высокое у засоленных почв. Ели осмотическое давление равно или выше осмотического давления клеточного сока растений, то прекращается поступление воды в растения, и они погибают. Это является основной причиной бесплодия засоленных почв. Существует выраженная динамика концентрации почвенных растворов (годовая, сезонная, суточная), связанная с изменением влажности и температуры. Агроэкологические функции почвенных растворов заключаются в следующем. 1. Почвенные растворы играют ключевую роль в процессах почвообразования. Именно они являются центром взаимодействия твёрдой, жидкой и газообразной фаз. Г.И.Высоцкий сра нивал роль почвенных растворов с ролью крови в живых организмах.2. Осуществляют вертикальные и латеральные транспортные потоки веществ и играют главную роль в элювиально-иллювиальных процессах. 3. Являются источником всех элементов питания. Недостаток или избыток тех или иных элементов приводит к снижению урожая и заболеваниям культурных растений. Существует ряд методов диагностики питания на основе анализа почвенного раствора, особенно для тепличных культур. 4. Создают условия для роста и развития растений: реакцию среды, осмотическое давление, окислительно-восстановительные условия и др.

54. Почвенные коллоиды, их свойства, строение, роль в почвообразовании.Коллоиды в почве могут находиться в форме геля (в осажденном состоянии) и в форме золя (в виде суспензии). Пептизация - увелечение степени дисперсности коллоидов и переход из геля в золь. Это происходит из-за: увелечение щелочности среды, уменьшение концентрации легкорастворимых солей, замена катионов на одновалетные калия, натрия, аммония. Каогуляция - уменьшение степени дисперсности и переход коллоидов из золя в гель (из суспензии в осадок). Происходит при изменении электрокинетическиого потенциала частиц (при добавлении электролитов кислоты, щелочи, соли) и за счет дегидратации (при высушивании, нагревании и замораживании коллоидов). Наименьшей коагуляцией обладают одновалетные катионы калия, натрия, двухвалетные кальция, магния, трехвалетные железа, алюминия. Коагуляция может быть обратимой, необратимой. Процессы необратимой коагуляции и старения коллоидов играют большую роль в формировании гумусовых и иллювиальных горизонтов, в формировании водопрочных структурных агрегатов, в накоплении продуктов почвообразования в почвенном профиле. Часть коллоидов в почве находится в свободном состоянии, другая часть образует пленки на поверхности более крупных частиц ила и пыли путем адгезии(склеивания). Значение в формировании слоёв в почве связаны с коллоидами. Коллоиды могут вступать в хим реакцию,иметь заряд, не растворяются. Основная масса коллоидных частиц-глинистая многослойная глицела. Коллоиды: -гидрофобные (отталкивают воду) -гидрофильные (притягивают воду). наиболее распространенные коллоиды-SiO2(заряд-). Он взаимодействует с белковыми веществами и создаёт сложные белково-кремневые соединения, которые играют важную роль в плодородии.

55. Поглотительная способность почвы, ее виды. Способность почвы поглощать ионы и молекулы различных веществ из растворов и удерживать их называется поглотительной способностью почвы. ВИДЫ -Механическая поглотительная способность – свойство почвы поглащать твердые частицы, поступающие с водой или воздухом, размеры которых превышают размеры почвенных пор. Это наиболее простой вид поглощения, которое происходит благодаря наличию в почве тончайших пор и капиллярных ходов. Мелкие твердые частицы, взвешенные в фильтрующейся через почву воде, задерживаются, т. е. механически поглощаются. Механическая поглотительная способность зависит от гранулометрического и агрегатного состава почвы и ее сложения. Физическая поглотительная способность почвы – свойство почвы изменять концентрацию молекул различных веществ на поверхности твердых частиц за счет физического взаимодействия молекул. Это способность ее положительно или отрицательно адсорбировать газы, молекулы солей, спиртов, щелочей и других веществ. Химическая поглотительная способность почвы – это способность почвы удерживать некоторые ионы путем образования труднорастворимых или нерастворимых в воде соединений, выпадающих в осадок из почвенного раствора. Физико-химическая поглотительная способность – наличие в почвенном составе ППК (почвенного поглащающего комплекса), представленного почвенными коллоидами. ППК обладает способностью поглащать, и обменивать катионы и анионы, находящиеся на поверхности коолоидных частиц, на эквивалетное количество ионов почвенного раствора. БИОЛОГИЧЕКСКАЯ- поглощение элементов питания и кислорода почвенного воздуха корнями растений и микроорганизмами.

56. Ионный обмен — это обратимая химическая реакция, при которой происходит обмен ионами между твердым веществом (ионитом) и раствором электролита. В состав поглощенных катионов входят катионы кальция, магния, водорода, калия, натрия, аммония, железа и алюминия. Энергия поглощения катионов зависит от валентности.ЕКО(емкость катион.обмена)-сумма всех обменных катионов, которых можно вытеснить из почвы. Содержание в почве активного и пассивного ила, емкость поглощения катионов и их состав оказывают большое влияние па почвообразовательный процесс и многие важные в агрономическом отношении свойства почвы.

57. Кислотность почвы, ее виды, способы нейтрилизации. Кислотность почвы – наличие в ней орагнических и минеральных кислот и коллоидов, обладающих кислотными свойствами. Различают актуальную (активную) и потенциальную (скрытую). Актуальная- наличие ионов Н и активность водорода(протонов) в почвенном растворе. Измеряется величиной рН водной вытяжки 3-7. Потенциальная кислотность- наличие ионов Н и Аl в поглощенном состоянии в составе ППК. Обменная- ионы Н и Аl в обменном состоянии в составе ППК, которые извлекаются из почвы раствором нейтральной соли. Измеряется величиной солевой вытяжки. Гидролитическая- ионы Н и Аl в обменном(частично необменном) состоянии в составе ППК, которые извлекаются из почвы раствором гидралитически щелочной соли сильного основания и слабой кислоты (ацетат натрия).

Кислая почва содержит повышенную концентрацию ионов водорода. Естественные микробиологические процессы подавлены. Содержатся растворимые соли аммония, которые вредят растениям. Плодородие кислого грунта невысокое. Кислотность почв можно разделит на три вида:- слабокислая (выше рН7, например рН9)- нейтральная (рН7)- кислая (ниже рН7, например рН4) Для нейтрализации кислых почв применяют: гашеную известь, доломитовую муку, известковую муку с медленным действием, известняк доломитизированный с еще более медленным действием, цементную пыль, известковый туф, мел молотый. Попадая в почву, атмосферная влага начинает растворять минеральные и органические вещества, взаимодействовать с почвенными коллоидами, с живыми организмами почвы, почвенным воздухом и превращаться в раствор. Почвенные растворы представляют собой подвижную систему; состав их изменяется по мере того, как они перемещаются из одного почвенного горизонта в другой. рН чистой воды равен 7, что свидетельствует о нейтральной реакции. При увеличении концентрации водородных ионов значения рН понижаются, а при уменьшении концентрации — повышаются. Значения рН ниже 7 указывают на кислую реакцию почвенного раствора, а выше 7 — на его щелочную реакцию. Обменная кислотность проявляется при обработке почвы раствором нейтральной соли. В результате реакции обмена часть катионов нейтральной соли поглощается твердой фазой почвы, а взамен ее в растворе появляется эквивалентное количество ионов водорода и алюминия, находившихся в адсорбированном состоянии. При обработке почвы раствором нейтральной соли вытесняются не все поглощенные ионы водорода. Более полное вытеснение ионов водорода возможно при обработке почвы раствором щелочной соли сильного основания и слабой кислоты.

58.Щелочность почвы, ее виды, способы нейтрилизации Щелочные почвы характеризуются наличием солей кальция (извести) и высокими значениями рН почвенного раствора. По величине рН различают следующие градации щелочности почвенных растворов. Различают актуальную (определяется щелочными солями и наличием ph) и потенциальную (определяется содержанием обменного Na+ ) щелочность.Актуальная- наличие в почвенном растворе гидролитически щелочных солей, при диссоциации которых образуется гидроксильный ион.( Na2CO3). Потенциальная- наличие в ППК обменного натрия, котрый может вытесняться водородом углекислоты, а образующаяся в почвенном растворе сода подщелачивает его. Щелочь нейтрализуется кислотой. Реакция нейтрализации. Образуется соль и вода. Поэтому место, куда попала щелочь, нужно полить кислотой, лимонной или уксусной, например. Только не очень концентрированной, а то ожог будет. Для снижения щелочности применяют химические мелиорации- гипсование или кислование (внесение гипса, отходов серно- и азотнокислотного производства, сульфата железа). Сущность- замена обменного натрия на кальций или водород мелиорантов. Соли натрия из почвенного раствора удаляются путем промывки.

59. Плодородие почвы — способность почв обеспечивать рост и развитие растений. Способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаги и воздуха, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности.1процесс обмена веще-ми и энергией между почвой2процесс превращения вещества в энергию.3процесс передвижения веществ в толще почвы.

60.Соли легкорастворимые — соли, способные накапливаться в растворах в высоких концентрациях и в связи с этим создавать высокое осмотическое давление, угнетающее развитие культурных растений. Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Гипсова́ние почв — применяемое в сельскохозяйственных целях внесение в почву гипса. Эта процедура позволяет удалить из почвы избыток обменного натрия, отрицательно влияющего в первую очередь на физические свойства почвы. Гипсование является одним из способов химической мелиорации солонцов и солонцеватых почв. Гумус определяют по содержанию в нем углерода С. Для этого почву сжигают или окисляют какой-либо сильной кислотой. Углерод при этом сгорает и по разнице между исходной и прокаленной массой почвы узнают количество углерода. При определении содержания гумуса в почве можно руководствоваться следующими цифрами: очень высокое — больше 10 %; высокое — 6—10%; среднее — 4—6%; низкое — 2—4%; очень низкое — меньше 2 %. Карбонаты. Содержание в почве углекислых солей кальция и магния (карбонатов) узнают путем определения в ней С0₂. Общеизвестно, что соли обладают разной степенью растворимости. Наиболее труднорастворимы углекислые соли, или карбонаты, среднерастворимы сернокислые соли, легкорастворимы хлоридные соединения. Исходя из этого, можно сделать вывод, что если в почве нет карбонатов, то, несомненно, отсутствуют сульфаты и хлориды как наиболее подвижные. ^ Водно-растворимые соли определяют в водной вытяжке, которая характеризует качественный и количественный состав почвенного раствора. Сама водная вытяжка представляет собой как бы искусственно приготовленный почвенный раствор. Данные анализа водной вытяжки выражают в процентах или миллиграмм-эквивалентах (ммоль(+)/100 г) данного элемента. В засоленных почвах количество и состав солей варьируют в широких пределах. Критерии для отнесения засоленных почв к той или иной группе по степени и типу засоления приведены в табл. 14. По величине плотного остатка и распределению его в профиле почвы судят также о солончаковатости почвы. За критерий принято содержание солей в количестве не менее 1 %. Если в пределах 0 — 30 см солей не менее 1 %, то почва солончаковая; на глубине 30—80 см — солончаковатая; в пределах 80—120 см — глубоко солончаковая; глубже 120 см — незасоленная. Группы почв по степени и типам засоления (содер. солей, % от массы абсолютно сухой почвы): Слабозасоленные, Среднезасоленные, Сильнозасоленные, Очень сильнозасоленные.

Поиск по сайту: