Шпаргалка по "Почвоведению"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Физико-химические свойства и поглотительная способность почв, их влияние на показатели почвенного плодородия. Поглотительной способностью почвы называется свойство задерживать или поглощать различные вещества, взаимодействующие и соприкасающиеся с ее твердой фазой. Почва способна задерживать или поглощать газы, различные соединения из растворов, минеральные или органические частицы, микроорганизмы и суспензии. Почвой энергично поглощаются и сохраняются главные элементы питания растений – K, N, Ca, Mg, P.

Механическая  поглотительная способность – свойство почвы механически задерживать взвешенные в воде вещества, обусловлена механическим составом, структурой, сложением, пористостью и капиллярностью почвы. Почва как фильтр, способна закреплять фильтрующиеся через нее частицы в зависимости от их размеров, диаметров капиллярных и расположения их. Эта способность используется при кольматировании (заилении) песчаных почв и очистке бытовых и технических сточных вод. Физическая поглотительная способность – свойство почвы поглощать из раствора молекулы электролитов, продукты гидролитического расщепления солей слабых кислот и сильных оснований, а также коллоиды при их коагуляции. При физическом поглощении происходит а п о л я р н а я а д с о р б ц и я (сгущение молекул на поверхности раздела двух фаз – твердой и жидкой, твердой и газообразной), определяемая наличием ненасыщенной энергии на поверхности почвенных частиц. Эта энергия тем больше, чем тоньше механический состав почвы. Физическая поглотительная способность поэтому выше у суглинистых почв и слабее у песчаных.  Физическое поглощение защищает водорастворимые соединения от вымывания. Такое поглощение нередко сопровождается коагуляцией коллоидных веществ под воздействием электролитов, что также предохраняет от вымывания водорастворимые соединения. Вот почему химическими мелиорациями можно способствовать коагуляции коллоидов и противодействовать пептизации их.

Химическая  поглотительная способность – свойство почвы удерживать ионы в результате образования нерастворимых или  труднорастворимых солей. Она заключается  в выпадении из почвенных растворов осадков и закрепления их в почве. При взаимодействии растворимых и среднерастворимых солей возникают труднорастворимые соли , которые и присоединяются к твердой фазе почвы. например: Na2СО3+СаSO = СаСО3+Na2SO4; 3CаSO4+2Na3РО4= Са(РО4)2+ 3Na2SO4. Легкорастворимые соли, например, Na2SO4, уносятся из сферы взаимодействия. Химическое поглощение происходит в том случае, если анион раствора дает нерастворимое соединение с ионами, находящимися на поверхности твердых частиц почвы. Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность – свойство почвы обменивать некоторую часть катионов и в меньшей степени анионов из соприкасающихся растворов. Здесь наблюдается физическое и химическое поглощение. Происходит эквивалентный обмен катиононами. Катионы из раствора переходят в слой компенсирующих ионов мицелл почвенных коллоидов, а катионы из слоя компенсирующих ионов – в раствор. Изменяя искусственно реакцию почвенных растворов, можно направленно воздействовать на емкость поглощения, а из необменного состояния катионы перевести в обменные. Перевод в необменное состояние катионов совершается при периодическом высушивании почвы, что объясняется старением и частичной кристаллизацией гелей коллоидов.

Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью организмов почвы (главным образом микрофлоры), которые усваивают и закрепляют в своем теле различные вещества, а при отмирании обогащают ими почву. Растворимые соединения, поступающие из раствора, а также вещества, ассимилируемые организмами из твердой и газообразной фазы почвы, переходят в нерастворимую форму в теле организмов. Благодаря такому поглощению в почве аккумулируются необходимые для растений элементы зольного и азотного питания. Это избирательная поглотительная способность по отношению к элементам питания растений. Особенно большое значение имеет для улучшения бедных питательными веществами легкопромываемых почв. Почва задерживает бактерии и адсорбирует их как физическая среда. Это свойство более выражено у суглинистых и меньше у песчаных почв. Адсорбирующая способность почв различна по отношению к разным видам бактерий. Поглотительная способность почв сильнее проявляется в условиях оптимальной влажности почв, когда накапливается перегной и элементы пищи растений и повышается плодородие почв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Органическое  вещество почвы, их влияние  на формирование почвенного плодородия.  ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ, совокупность специфических гумусовых веществ (85—90%), остатков живых организмов и продуктов их жизнедеятельности (10—15%); важнейшая составная часть почвы, отличающая ее от горных пород и обусловливающая ее основное свойство — плодородие. совокупность органических соединений и материалов различного происхождения. К органическое вещество почв в. п. относятся органические остатки растительного, животного и микробного происхождения (корни, листья, стебли, кора, копролиты)на разных стадиях разложения, а также продукты их распада. Вносимые в почву природные органические удобрения (навоз, помет, торф, сапропель и т. п.) тоже относятся к органическое вещество почв в. п. Особую группу органическое вещество почв в. п. составляют пестициды, нефть и нефтепродукты, полициклические ароматические углеводороды и др. подобные вещества. Органическое вещество почв  - сложная система разнообразных веществ, находящихся в динамическом состоянии. Органическое вещество поступает в лесные почвы преимущественно двумя путями:1) в виде корневых выделений и разлагающихся корней, 2) в виде лесного опада и отпада. Одни органические вещества под влиянием микроорганизмов и в результате биохимических реакций наиболее подвержены быстрым преобразованиям и представляют активный пул трансформируемого органическое вещество почв в. п.; др. относительно трудно поддаются превращениям, образуя пассивный пул трансформируемого органическое вещество почв в. п.; а третьи в данных биоклиматических условиях вообще не подвержены изменениям и составляют инертный пул гумуса. Гумус -- совокупность всех органических соединений в почвенном профиле, утративших связь с элементами структурной организации клеток и тканей. Гумус является сугубо почвенным образованием. В минеральных почвах он на 85--90 % состоит из собственно гумусовых веществ и на 10--15 % -- из органических соединений индивидуальной природы. Гуминовые (гумусовые) вещества – полидисперсные высокомолекулярные органические азотсодержащие соединения нерегулярной структуры, характеризующиеся высокой биохимической и термодинамической устойчивостью. В отличие от гумуса они могут формироваться не только в почвах, но и в др. природных объектах: углях, торфах, сапропелях, лечебных грязях, компостах и др. Органическим веществом считается все, что относится к растительным и животным остаткам. Органическое вещество является основой плодородия почв, оно служит своеобразным резервом необходимых растениям питательных веществ, оказывает большое влияние на структуру почвы, является источником энергии для многих полезных микроорганизмов. За счет разложения органического вещества почвы в приземный слой воздуха выделяется углекислый газ, который используется растением для создания урожая при достаточном освещении, влажности и температуре воздуха и почвы. В почве органическое вещество разлагается под влиянием микроорганизмов при наличии воздуха, благоприятной влажности и температуры, образуя перегной, или гумус. Химический состав гумуса очень сложен. Для него характерна темная окраска, которая отсутствует в живых растениях. В составе гумуса очень ценной является гуминовая кислота, в которой содержится много углерода (39 — 62%), кислорода (30—39%), азота (3—5%), а также фосфор, сера, железо и др., включая микроэлементы. Гумус осуществляет в почве тройственную функцию: физическую, химическую, биологическую.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Водно-физические  свойства и водный режим почв, методы их изучения и регулирования.  Почвенная вода – жизненная основа растений, почвенной фауны, микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. От содержания воды в почве зависят интенсивность биологических , химических и физико-химических  процессов, передвижение веществ в почве, режимы почв и показатели почвенного плодородия. Почвенная вода оказывает прямое и косвенное влияние на развитие растений. Вода в почве может находиться во всех  трех состояниях: твердом, жидком и парообразным. Основными водными свойствами почв  является водоудерживающая способность, водопроницаемость и водоподъемная способность. Наибольшее количество  воды, которое способна удерживать почва теми или иными силами, называется влагоемкостью. Водопроницаемость – способность почвы впитывать и пропускать воду. Первую  стадию водопроницаемости характеризует впитывание, когда свободные поры почвы последовательно заполняются водой. Вторая стадия называется фильтрацией, когда вода проходит сквозь толщу насыщенной водой почвы. При этом первый этап представляет собой впитывание почвы и характеризуется коэффициентом впитывания. Второй этап – собственно фильтрация. Интенсивность прохождения воды в почвенно-грунтовой толще, насыщенной водой, характеризуется коэффициентом фильтрации. Границей между впитыванием и фильтрацией считают момент установления постоянной скорости фильтрации. Водоподъемная способность – свойство почвы вызывать восходящее передвижение содержащейся в ней влаги за счет капиллярных сил.

         Для растений  доступна та часть почвенной влаги, которая может быть усвоена в процессе жизнедеятельности. Доступную воду называют  продуктивной, так как она используется на формирование урожая. Регулирования водного режима почвы – обязательное мероприятие в условиях интенсивного  земледелия.

Вода в почве  является одним из основных факторов почвообразования и одним из главнейших условий плодородия. В мелиоративном  отношении особенно важное значение вода приобретает как физическая система, находящаяся в сложных  взаимоотношениях с твердой и газообразной фазой почвы и растением (рис. 9). Недостаток воды в почве губительно отражается на урожае. Лишь при необходимом для нормального роста и развития растений содержании жидкой воды и элементов питания в почве при благоприятных воздушных и термических условиях можно получить высокий урожай. Основной источник воды в почве – выпадающие осадки, каждый миллиметр которых на гектаре составляет 10м3, или 10т воды.  Во́дный режи́м почв — совокупность процессов поступления, передвижения и расхода влаги в почве. Движение воды в почве зависит от степени увлажнения и проявления разнообразных сил. Непременным условием передвижения влаги является разность сил (градиент). Все силы действуют на почвенную влагу в совокупности, но преобладает какая-то определённая в зависимости от влажности почвы. 1. Свободная (гравитационная) вода заполняет крупные почвенные поры, под действием силы тяжести образует нисходящий ток, формируя верховодку и частично просачиваясь в грунтовые воды. За счёт гравитационной воды в почве проходят элювиальные и иллювиальные процессы, из неё образуются все другие формы почвенной влаги. Сама может конденсироваться из парообразной, но преимущественно пополняется за счёт атмосферных осадков. 2. Гигроскопическая влага — адсорбированная частицами почвы из атмосферы при её влажности менее 95 %, либо остающаяся в почве при её высушивании до воздушно-сухого состояния (обычно при влажности воздуха 50-70 %). 3. молекулярная) влага — дополнительная влага, адсорбируемая почвой из жидкой фазы поверх слоя максимально-гигроскопической. С частицами почвы связана слабее, чем последняя, причём рыхлость возрастает от внутренних слоёв ко внешним. И др.

Типы водного  режима

Основы учения о типах водного режима были разработаны  Г. Н. Высоцким. Для выделения типов учитываются следующие факторы: наличие или отсутствие в почве вечной мерзлоты, глубина промачивания почвогрунта до уровня грунтовых вод или только в пределах профиля, преобладание в толще почвогрунта восходящих или нисходящих токов воды. Сообразно с этим, выделяются следующие типы:

 Из-за промывного  типа водного режима, оксиды железа  в подзолистой почве лёгкого  гранулометрического состава откладываются  на значительной глубине (~170 см)

Мерзлотный  — в почве имеется вечная мерзлота, в тёплый период оттаивающая на небольшую глубину в пределах мерзлотного слоя, но с сохранением его значительной части. За счёт этого и атмосферных осадков над остаточным мерзлотным слоем формируется верховодка.

Характерные почвы: арктические, тундровые, мерзлотные лугово-лесные.

Сезонно-мерзлотный — распространён в регионах, где  максимум осадков приходится на летний период и они промачивают почву  до уровня грунтовых вод (Амурская область, юг Хабаровского края и др.). Зимой  при этом почва промерзает на глубину  более трёх метров, полностью оттаивая лишь в июле-августе. До этого времени водный режим местности носит все черты мерзлотного типа.

Промывной —  отмечается в почвах районов, где  осадков выпадает больше, чем испаряется. Нисходящие токи воды преобладают над  восходящими и почва промывается до уровня грунтовых вод. Грунтовые воды в данных условиях как правило залегают не глубже 2 м от поверхности.

Характерные почвы: подзолистые.

Периодически  промывной — в почвах территорий, где количество выпадающих осадков  примерно равно испарению, причём во влажные годы будет наблюдаться больше количество осадков и, соответственно, промывной режим, а в сухие преобладание испарения и непромывной водный режим.

Характерные почвы: серые лесные.

Эрозионно-промывной  — на участках, подверженных водной эрозии.

Непромывной —  отмечается в почвенно-климатических  зонах, где расходная статья водного  баланса преобладает над приходной, влагооборотом охвачен лишь почвенный  профиль, грунтовые воды залегают глубоко, нисходящие токи преобладают над  восходящими (так как главный расход воды приходится не на физическое, а на транспирационное испарение).

Характерные почвы: чернозёмы.

Выпотной —  при сумме осадков значительно  меньше испарения. При этом испаряется не только влага, выпавшая в виде осадков, но часть высокостоящих грунтовых вод, в результате чего грунтовые воды поднимаются по капиллярам, достигая верхних горизонтов почвенного профиля. Так как в данных условиях грунтовые воды чаще всего минерализованы, то вместе с влагой по капиллярам переносятся растворённые соли.

Характерные почвы: солончаки, солонцы.

Застойный — распространён  на заболоченных участках. Все поры почвы оказываются заполненными водой, испарению препятствует специфическая  растительность (сфагновые мхи и  др.).

Характерные почвы: болотные.

Намывной — при ежегодном продолжительном затоплении территории во время разлива рек.

Характерные почвы: аллювиальные (пойменные)